Document

Научно-методический журнал издается при участии

Академии информатизации образования

Учредители:

Московский государственный открытый педагогический университет, Институт информатизации образования (ИНИНФО),

Уральский государственный педагогический университет

Главный редактор Я.А.Ваграменко

Ред акционный с о в ет : Бакушин А.А. (Москва), Борисов В.М. (Москва),

Глейзер Г.Д. (Москва), Крамаров С.О. (Ростов-на-Дону), Каракозов С.Д. (Барнаул), Колин К.К. (Москва), Конкин М.В. (Москва), Король А.М. (Хабаровск), Куракин Д.В. (Москва), Лапчик М.П. (Омск),

Лазарев В.Н. (Москва), Могилев А.В. (Воронеж), Плеханов С.П. (Москва), Румянцев И.А. (Санкт-Петербург),

Сарьян В.К. (Москва), Смольникова И.А. (Москва), Хеннер Е.К. (Пермь)

Ред акционн ая колле г ия : Зобов Б.И.(зам. главного редактора, Москва),

Жаворонков В.Д. (Екатеринбург), Круглов Ю.Г. (Москва), Нижников А.И. (Москва),

Подчиненов И.Е. (Екатеринбург)

1’2001

2

СОДЕРЖАНИЕ

КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

Г.А.Лисьев Методика построения рейтинга качества обучения в средней школе…………………………………………………………………………………………. 3 Б.Е.Стариченко, Н.В.Шуняева Накапливаемая отметка как метод педагогической статистики…………………………………………………………….. 10 Л.В.Нестерова Некоторые результаты диагностики учебного процесса в школьном курсе основ Internet………………………………………………………… 14 С.В.Щербакова Исследование влияния обучения алгоритмизации методами психологического тестирования………………………………………… 18

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ

Ю.С.Брановский, Л.Н.Зимова, С.В.Зенкина Создание компьютерного программно-методического комплекса по химии……………………………….. 21 Г.У.Матушанский, А.В.Юсупова, Э.М.Ханафина Проектирование и оптимизация системы образовательных маршрутов преподавателей высшей школы России…………………………………………………………………… 24 В.Б.Моисеев, С.П.Горбач О реализации принципов непрерывности и открытости образования………………………………………………………………… 29 Н.И.Пак, Т.А.Степанова Параллельный способ обучения курсу «Численные методы»………………………………………………………………………. 33 С.П.Плеханов, Ю.М.Носков, Ю.А.Шапкин Информатизация образования студентов творческих профессий…………………………………... 38 Ю.Л.Пигичка Формирование информационной культуры – неотъемлемая составляющая процесса повышения квалификации педагога………………. 43

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Ю.В.Башкатова О принципах построения автоматизированных обучающих систем………………………………………………………………………… 49 Е.А.Еремин, А.В.Князев, Е.К.Хеннер Принципы разработки программ-имитаторов и исследования их эффективности…………………………………. 53 В.Д.Жаворонков, И.Е.Подчиненов, В.Н.Сыромятников Электронная библиотека в системе высшего учебного заведения…………………………….. 65 Сообщение…………………………………………………………………………………… 73

3

КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

Г.А.Лисьев Магнитогорский государственный университет

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ РЕЙТИНГА КАЧЕСТВА ОБУЧЕНИЯ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

В данной публикации рассматривается возможной подход к оценке качества обучения учащихся школ (гимназий, лицеев и других учреждений среднего образования). Данный подход основывается на результатах вступительных экзаменов в вузы, а также результатах федерального тестирования. В результате применения указанного подхода строится рейтинг школы. Рейтинг школы определяет наилучшую, в смысле качества обучения, школу по конкретному предмету.

Чтобы провести выбор наилучшей школы, необходима процедура, достаточно однозначно определяющая разницу между точками в четырехмерном пространстве «оценок»1. Обычная процедура вычисления “средней оценки” или “среднего балла” не приемлема, так как «оценки», получаемые абитуриентами на вступительных экзаменах, измеряются в порядковой шкале (“пять”, “четыре”, “три”, “два”). Операция вычисления среднего значения для порядковых шкал – не определена, хотя в школьной практике ещё встречается. Например, для отчетов в городские отделы народного образования ещё требуются подсчитать средний балл по оценкам диагностического мероприятия.

Процедура сравнения данных, измеренных в порядковых шкалах, достаточно сложна и требует применения в конкретных случаях различных алгоритмов. В статье предлагается процедура, позволяющая получить значение единого критерия (суперкритерия - КS), который позволит сравнить между собой показатели успешности обучения, достигнутые в различных средних учебных заведениях. Суперкритерий будет определяться как свертка значений частных критериев, выявляющих различие между частными рейтингами оценок.

1 Указанная размерность определяется оценками: «пять», «четыре», «три», «два».

1’2001

4

Мы принимаем соглашение: частные критерии определяют частные рейтинги школы по удельным весам оценок «пять», «четыре», «два». Удельный вес (процент) оценки «три» оказывается зависимым от удельных весов других оценок (аналогично можно выбрать любую оценку из четырех в качестве зависимой, но мы остановились на оценке «три»). Под удельным весом оценки будем понимать процент от общего количества оценок, полученных по данному предмету учащимися конкретной школы, приходящийся на заданную оценку.

Например, учащиеся лицея по результатам диагностического мероприятия (контрольная работа, экзамен и т.п.) по дисциплине «физика» получили следующие оценки: «пять» – 5 человек, «четыре» – 15 человек, «три» – 5 человек, «два» – 0 человек. В этом случае удельные веса оценок определяться по формуле:

%100Уд4321

iNNNN

Ni ×= +++ , где Ni – количество оценок данного типа («пять»,

«четыре», «три», «два»). Таким образом, Удпять = (5/25) × 100% = 20%, Удчетыре = 60%, Удтри = 20%, Уддва = 0%.

Очевидно, что диагностические мероприятия могут иметь сильную контекстную зависимость и в каждом учебном учреждении уровень требований может отличаться от других. Попытка унификации требований к качеству обучения реализовывается на федеральном уровне в виде государственного стандарта образования и создания системы федерального тестирования. Критерий качества обучения, таким образом задается внешней системой по отношению к школе и может иметь достаточно объективный характер.

В данной работе приводится подход к определению рейтинга школ также на основе внешней критериальной оценки. Внешним критерием в нашем случае являются вступительные экзамены в вузы города, в нашем случае – в Магнитогорский государственный университет (МаГУ). Для оценки достаточной объективности данного критерия (а эта проблема имеет много аспектов, в которые входят и легенды о вступительных экзаменах) мы использовали результаты федерального тестирования по группе предметов, попавших в группу определению рейтинга школ.

Мы приводим здесь данные, полученные в 2000 году и обработанные для «Аналитического Отчета», представленного в ректорат МаГУ, и не имеющие персонализированный характер.

В МаГУ третий год действует пункт Федерального Центр централизованного тестирования. В пункте проводится тестирование учащихся школ по двум направлениям – школьное тестирование и вузовское тестирование. Результаты вузовского тестирования могут служить основанием для зачисления в вузы, входящие в систему Федерального тестирования.

Вузовское тестирование проводится по единым тестам в конце учебного года (май). В статье приводятся результаты (оценки) по некоторым предметам, входящим в систему тестирования. Критерием для включения результатов в расчетные таблицы служит общее количество участников. Была выбрана нижняя граница – не менее 50 участников по предмету. Это число обосновано ниже в пункте – Статистический критерий.

Тестирование проводилось для учащихся, занимающихся: • в обычной школе; • на подготовительных курсах и в старшей школе при университете;

5

• в школе физико-математического факультета “Эрудит”. В табл. 1 приведены данные по количеству участников тестирования,

оценкам и распределению по процентам в каждой категории оценок. Таблица 1

Данные централизованного вузовского тестирования

Предметы Неуд Удовл Хор Отл

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-

во % Всего

Английский язык 13 11,1% 32 27,4% 59 50,4% 13 11,1% 117 Биология 78 45,9% 61 35,9% 29 17,1% 2 1,2% 170 Информатика 29 22,7% 57 44,5% 42 32,8% 0 0,0% 128 История 20 24,4% 31 37,8% 29 35,4% 2 2,4% 82 Математика 173 46,4% 125 33,5% 71 19,0% 4 1,1% 373 Русский язык 252 31,3% 229 28,4% 282 35,0% 43 5,3% 806 Физика 99 65,1% 42 27,6% 9 5,9% 2 1,3% 152

Для построения сравнительных диаграмм данные по экзаменам и

тестированию сведены в общую таблицу (табл. 2). Размерность данных – проценты.

Таблица 2

Объединенные данные по вузовскому тестированию и вступительным экзаменам

Предметы Неуд Удовл Хор Отл Тест Экз. Тест Экз. Тест Экзам. Тест Экз.

Английский язык 11,1% 11% 27,4% 13% 50,4% 52% 11,1

% 24%

Биология 45,9% 30% 35,9% 31% 17,1% 30% 1,2% 10% Информатика 22,7% 11% 44,5% 22% 32,8% 46% 0,0% 22% История 24,4% 26% 37,8% 25% 35,4% 35% 2,4% 14% Математика 46,4% 17% 33,5% 26% 19,0% 48% 1,1% 10% Русский язык 31,3% 7% 28,4% 29% 35,0% 54% 5,3% 10% Физика 65,1% 15% 27,6% 34% 5,9% 32% 1,3% 19%

Наглядно представление распределений по предметам приведено на диаг. 1

– 2. Диаграммы сгруппированы в два кластера: с близкими результатами по тестированию и экзамену и явно различными распределениями.

6

Диаг. 1. Сравнительное распределение результатов экзаменов и теста (1)

Возможные причины разделения на кластеры следующие:

1. Для предметов первого кластера • Английский язык требует длительной подготовки, поэтому разница

между тестированием и экзаменом не может быть большой. • Уровень требований федерального тестирования мог оказаться на

уровне требований приёмных экзаменов. • Биология и история, в целом имеют самые низкие показатели

качества подготовки абитуриентов как в городе, так и (по отчетам филиалов тестирования) – по стране.

2. Для предметов второго кластера Здесь возможны следующие причины: • учащиеся, проходившие тестирование в мае и понимающие

необходимость успешной сдачи данных предметов в МаГУ, успели интенсивно подготовиться ко вступительным экзаменам;

• уровни требований федерального теста и вступительных экзаменов в МаГУ по данным предметам различаются.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

Неуд Удовл Хор Отл

Английский язык

ТестЭкзам

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%


Биология

ТестЭкзам

0,0%5,0%

10,0%15,0%20,0%25,0%30,0%35,0%40,0%


История

ТестЭкзам

7

Таблица *

№ шк. Кол-во Отл. (%) Ранг 14 10 10,0 3 33 43 39,5 0 5 11 18,2 1 8 29 17,2 2

Диаг. 2. Сравнительное распределение результатов экзаменов и теста (2)

Далее, мы опишем процедуру построения суперкритерия, начиная я частных

критериев успешности обучения. Описание частных критериев Котл – критерий для определения наилучшей школы в смысле количества

полученных оценок «отлично». Для текущего предмета проводится ранжирование школ по показателю –

процентное отношение оценок «отлично» ко всему количеству оценок, полученными выпускниками конкретной школы по данному предмету. Наивысший ранг, равный 0 (нулю), присваивается школе, занявшей первое место по указанному показателю.

Например,по предмету «английский язык», для оценок «отлично» получается следующая ранговая шкала (см. Табл. *). Первое место и ранг, равный «0», получает школа №33, у которой из 43-х учащихся, принявших участие экзамене, 39,5% получили оценку «отлично». Второе место и ранг, равный «1», у школы № 5.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%


Информатика

ТестЭкзам

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%


Математика

ТестЭкзам

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%


Русский язык

ТестЭкзам

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%


Физика

ТестЭкзам

8

Таблица **

№ шк. Общее кол-во Отл (%) Хор (%) Котл Кхор

14 10 10,0 60,0 3 5 33 43 39,5 60,5 0 4 5 11 18,2 54,5 1 7 8 29 17,2 58,6 2 6

Кхор – критерий для определения наилучшей школы в смысле количества полученных оценок «хорошо». Процедура его определения аналогична предыдущему, однако отсчет ведется от максимального значения ранга, полученного для критерия Котл. Пример показан в табл. **.

Кнеуд – критерий для определения наилучшей школы в смысле минимального

количества полученных неудовлетворительных оценок (двоек) на вступительных экзаменах по конкретному предмету. Вычисление ранга по данному критерию проводится следующим образом: определяется школа, выпускники которой получили наименьшее количество двоек и ей присваивается ранг, равный «0». Далее, ранг, равный «1» присваивается школе с количеством двоек, полученных её выпускниками, находящимся на втором месте и т.д.

Вычисление суперкритерия Ранги, полученные в результате применения частных критериев,

суммируются и получается число, характеризующее место школы по качеству подготовки учащихся по данному предмету:

КS = Котл + Кхор + Кнеуд Чем больше число, тем ниже место школы в данном рейтинге. Статистический критерий Для повышения корректности выводов и уменьшения статистической

погрешности вводится дополнительный критерий (КП) для отбора школ, выпускники которых сдавали экзамены по конкретному предмету. Этот критерий определяет граничное (наименьшее) количество выпускников школы, принявших участие в конкурсном экзамене по текущему предмету и позволяющее проводить сравнение с другими школами.

Нами выбрано значение КП = 10. Это число обосновывается тем фактом, что средние значения весов оценок по всем предметам составляют для генеральной совокупности (все оценки по всем экзаменам): 21% - пять, 46% - четыре, 21% - три, 12% - два (данные вступительных экзаменов в МаГУ 2000 г.). Принимая во внимание рекомендации для анализа группированных статистических данных (группировка по оценкам), в которых минимальное число данных в группе принимается не менее 5-ти, получаем, что для группы два – среднее количество равно 5, для группы пять – 10, четыре – 25, три – 10. Сумма дает 50 абитуриентов на предмет. Мы уменьшаем данное число до 10, заведомо увеличивая уровень ошибки, но принимая во внимание факт, что количество выпускников обычной средней школы находится примерно в районе 20 – 40 человек.

9

Критерий КП определил круг предметов (подмножество), для которых проведены вычисления суперкритерия КS и определены рейтинги школ по предметной подготовке.

Ниже приводится пример ранжирования школ по методике, описанной выше. Данные сгруппированы в таблицу и отсортированы по значению суперкритерия КS. Минимальное значение суперкритерия соответствует первому месту в группе школ по выделенному предмету (табл. 3). Номера школ, в целях сохранения конфиденциальности, указаны случайным образом. В примере приводится ранжирование школ по результатам вступительных экзаменов по литературе в МаГУ, при этом нет данных сравнительного распределения по результатам федерального тестирования.

Школы, не попавшие в рейтинговые списки по предметам (в соответствии с критерием отбора КП), не могут быть оценены ни с положительной, ни с отрицательной сторон. Как указывалось выше, сознательное ограничение по статистическим показателям уменьшает вероятность ошибки в присвоении рейтинга.

Таблица 3

Распределение мест в рейтинге по «Литературе»

Место № шк. Общ. кол-во Отл Хор Уд Неуд Котл Кхор Кнеуд КS

1 100 30 20,0% 63,3% 16,7% 0,0% 4 18 0 22 2 101 12 25,0% 50,0% 16,7% 8,3% 1 23 8 32

3-4 102 19 15,8% 47,4% 36,8% 0,0% 8 26 0 34 3-4 103 16 6,3% 56,3% 37,5% 0,0% 15 19 0 34 5 104 11 36,4% 18,2% 45,5% 0,0% 0 35 0 35 6 105 12 16,7% 50,0% 25,0% 8,3% 5 23 8 36 7 106 12 25,0% 41,7% 25,0% 8,3% 1 27 8 36 8 107 19 5,3% 52,6% 42,1% 0,0% 16 22 0 38 9 108 12 8,3% 41,7% 50,0% 0,0% 13 27 0 40

10 109 11 9,1% 36,4% 54,5% 0,0% 10 32 0 42 11 110 11 9,1% 27,3% 63,6% 0,0% 10 34 0 44 12 111 13 23,1% 38,5% 23,1% 15,4% 3 31 12 46 13 112 10 10,0% 50,0% 20,0% 20,0% 9 23 16 48

На основании рейтинговых таблиц строится объединенная таблица по

предметам и рейтинговым местам. В этой таблице учитываются только первые три места (табл. 4). Данные в этой таблице являются действительными, а номера школ – вымышленными.

10

Таблица 4 Распределение мест по предметам

Места (№ школ) Предметы 1-е 2-е 3-е

Английский язык 100 104 105 Биология 106 107 109 Литература 100 101 102 Математика 120 121 122 Русский язык 130 150 100 Физика 105 155 156

Школа № 100 оказалась лидером в подготовке учащихся сразу по трем

предметам: английский язык (что естественно), литература (1 место) и русский язык (3 место). Школа № 105 лидирует по двум предметам: физика (1 место) и английский язык (3 место). Остальные школы, попавшие в список лидеров, занимают одно из трех мест только по одному предмету.

Приведенный подход к определению рейтинга средних учебных учреждений является проектом, который требует дополнительной детализации и статистического обоснования. Дальнейшие работы в данном направлении нам представляются в создании системы мониторинга качества образования, где независимыми критериями в оценке качества образования в отдельных учебных учреждениях будут статистические данные федерального тестирования, результатов вступительных экзаменов и данные независимой системы «Телетестинг». Анонимность всех этих диагностических мероприятий потребует разработки методов статистической обработки, с достаточной достоверностью определяющей успешность обучения.

Расчеты частных критериев и суперкритерия выполнены в электронном процессоре Ecxel пакета MicroSoft Office. Б.Е.Стариченко, Н.В.Шуняева, Уральский государственный педагогический университет, Школа-лицей № 130 г.Екатеринбурга

НАКАПЛИВАЕМАЯ ОТМЕТКА КАК МЕТОД ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ

Любое управление, в том числе управление учебным процессом учителем, является процессом информационным и, следовательно, выработка адекватных управляющих воздействий возможна только при условии своевременного поступления достоверной и исчерпывающей информации об управляемой системе – учебном классе. Однако принятая в массовой школе система диагностики успеваемости не обеспечивает учителя достаточными по достоверности и полноте данными; в работе учителя практически не используются научно обоснованные методы их интерпретации; управление осуществляется учителем на интуитивном

11

уровне. Таким образом, усматривается явное противоречие между необходимостью грамотного и рационального управления учебным процессом, обеспечивающих оптимальное достижение поставленных образовательных целей, с одной стороны, и отсутствием в распоряжении учителей таких практических методов, с другой стороны. В нашем исследовании обосновывается возможность и целесообразность применения учителем одного из них – метода накапливаемой текущей отметки, реализованного в стандартной среде Microsoft Excel. Апробация метода производилась в школе-лицее №130 г. Екатеринбурга.

К исходным положениям организации учета текущей успеваемости учащихся по схеме накапливаемой отметки необходимо отнести следующие: 1. Итоговая успешность обучения определяется суммой баллов текущей успеваемости.

В качестве итоговой четвертной (полугодовой, годовой) отметки учащегося принимается та, которая сформируется к концу данного периода обучения с учетом сумм предыдущих периодов; другими словами, суммирование идет нарастающим итогом и накопленный показатель имеет смысл итоговой отметки на данный момент.

2. Количественной мерой итоговой успешности является доля (процент) набранных баллов по отношению к максимально возможному их количеству. Этот относительный показатель выступает в качестве оценки, для которой можно установить правило соответствия (оценочную шкалу) между ней и отметкой по принятой в школе системе баллов. Например, в нашем эксперименте была принята следующая оценочная шкала: отметка «5» соответствует доле набранных баллов 90–100%; отметка «4» – 89,9–75%; «3» – 74,9–55%; «2» – ниже 55%. Оценочная шкала является настраиваемой, т.е. допускает изменение по желанию учителя-пользователя.

3. Для обеспечения сопоставимости результатов максимальная сумма баллов должна быть одинаковой у всех учащихся, следовательно, одинаковым для всех должно быть и количество оценок. Это, в свою очередь, означает, что предпочтение должно отдаваться фронтальным видам контроля; кроме того, необходимо отслеживать, чтобы количество оцениваемых устных ответов учащихся в течение некоторого периода обучения (например, четверти или месяца) также было бы у всех одинаковым.

4. Для повышения объективности суммарного текущего показателя необходимо обеспечить большую накапливаемость оценок. Это означает, что учащийся должен получать 1 – 2 отметки каждый урок.

5. Различные задания могут иметь разную максимальную оценку, что эквивалентно присваиванию заданиям весового показателя значимости. Например, результат текущего опроса или домашней работы может оцениваться по 3-х балльной шкале, а контрольная работа итогового характера по 20-ти балльной.

6. Отметка «2» («неудовлетворительно») не выставляется – клетка ведомости успеваемости остается пустой, что дает ученику возможность заполнить ее позднее.

7. Учащимся предоставляется возможность исправлять не устраивающие их оценки текущей работы или получать дополнительные индивидуальные задания для повышения своего суммарного показателя.

8. При желании учитель может по текущей успеваемости устанавливать рейтинг учащихся, т.е. располагать их в порядке убывания суммарного показателя – это может создавать дополнительную мотивацию обучения для некоторых учеников.

12

Д и н а м и к а у с п е в а е м о с т и у ч а щ и х с я 1 1 -ж

0 %

2 0 %

4 0 %

6 0 %

8 0 %

1 0 0 %

09.09

.00

22.09

.00

04.10

.00

18.10

.00

30.10

.00

17.11

.00

03.12

.00

15.12

.00

д а т а за н я т и я

процент успеваемости

А л е х и н а О .Б е гл е ц о в В .Б е л о п а ш е н ц е вВ е л и к о р е ц к и йВ о р о б ь е в С .

9. Важнейшим элементом системы является гласность и доступность сведений о текущей успеваемости: учащимся они предоставляются еженедельно, а также озвучиваются на родительских собраниях или пересылаются родителям по электронной почте.

Практическая реализация перечисленных положений приводит к необходимости накопления и обработки больших массивов данных, касающихся текущей успеваемости. Провести ее без использования компьютерной техники, безусловно, не представляется возможным. С другой стороны, данная задача не требует какого-то специализированного программного обеспечения – ее решение вполне возможно средствами стандартного офисного пакета. Система экранных форм, позволяющая вести учет и необходимую обработку данных о текущей успеваемости, была разработана нами в среде MS Excel-97. При работе с формами учитель вводит следующую информацию: • список учащихся (один раз в начале учебного года); • даты проведения контрольных мероприятий; • названия контрольных заданий и максимальное количество баллов, которое

может быть набрано за него учащимся (вес задания); • текущие отметки учащихся; • баллы за выполнение дополнительных индивидуальных заданий.

Ввод и обновление данных осуществляется по мере проведения занятий не реже одного раза в неделю. Обработка данных, которая производится экранной формой автоматически, состоит в следующем: • для каждого ученика подсчитывается текущая сумма баллов с учетом

дополнительных, а также общая сумма баллов за весь период обучения с начала учебного года;

• подсчитывается общее количество отметок и их максимальная сумма за все время с начала учебного года и за текущую четверть; вычисляется процент успеваемости и соответствующая ему отметка согласно заложенной оценочной шкалы.

13

Динамика успеваемости учащихся 11-ж

0%

20%

40%

60%

80%

100%

09.09

.00

22.09

.00

04.10

.00

18.10

.00

30.10

.00

17.11

.00

03.12

.00

15.12

.00

дата занятия

процент успеваемости

РумянцевСавченко

СолошенкоТатаринцевТерентьева

Чертопруд

Помимо этого, учитель может произвести переупорядочение массива данных

с целью установления рейтинга учащихся – это операция производится стандартными средствами Excel. Наряду с получением статической картины успеваемости данный метод позволяет отслеживать и динамику хода обучения. Для этого данные из «недельных» таблиц автоматически передаются в сводный документ, где обрабатываются и представляются в графическом виде. Пример такой обработки представлен на рисунках. Это данные по успеваемости групп учащихся 11”Ж” класса лицея №130 за I-е полугодие 2000-01 уч. г.

Анализ хода графиков позволяет учителю может получить следующую информацию: • оценить ритмичность учебной деятельности ученика: если индивидуальная

кривая учащегося идет плавно, если без резких изломов и скачков, значит, ученик работает систематически; а на кривой имеются «провалы», которые сменяются выходом на приемлемый уровень и повторными провалами и взлетами – очевидно, это свидетельствует о «штурмовом» характере деятельности ученика – своевременно задания не выполняются и накапливается задолженность, которая затем ликвидируется; по графикам можно также отследить, насколько быстро ученик включился в работу;

• выявить учебный материал, освоение которого вызвало затруднение многих учащихся – об этом можно судить по понижению показателя успеваемости на нескольких индивидуальных графиках одновременно; на представленных графиках это просматривается в период 18-25 ноября 2000 г. (осваивалась традиционно сложная тема «Электромагнитные колебания. Переменный ток»;

• выявить моменты времени, когда учащиеся были перегружены учебной работой и не успевали с нею справиться из-за плохой согласованности нагрузки по различным учебным дисциплинам – об этом также будут свидетельствовать

14

одновременные «провалы» успеваемости у многих учащихся при изучении относительно простой и традиционно не вызывающей затруднений темы;

• прогнозировать итоговый результат путем экстраполяции индивидуальной кривой на дату завершения периода обучения;

• увидеть общую тенденцию роста или снижения успеваемости класса; по представленным графикам видно, что наблюдается рост успеваемости к концу первого полугодия и уменьшается разброс показателя успеваемости: если группа начинала учебный год с разбросом успеваемости от 0 до 90%, то закончила полугодие с разбросом в более узком диапазоне - от 55 до 85%.

Подобный анализ предоставляет учителю объективные данные, позволяющие ему строить индивидуальную работу с учащимся (и его родителями), а также при необходимости корректировать ход учебного процесса. Применение метода не требует от учителя каких-либо специальных математических или технологических знаний – достаточно понимать общую его идею и владеть компьютером на уровне пользователя, знающего как открыть нужный документ, ввести в него данные и вывести результат на печать. Наш опыт позволяет заключить, что описанный метод накапливаемой отметки оказывается заметное положительное влияние на организацию и управление ходом учебного процесса, причем, это отмечается как учителями, так и учащимися. Нестерова Л.В. гимназия №3, г. Астрахань

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ОСНОВ INTERNET

Знакомство детей с телекоммуникационными технологиями, становящимися на пороге XXI века неотъемлемой частью как деловой жизни, так и общества в целом, имеет уже сейчас не только обучающее, но и большое социальное значение. Навыки работы в Internet скоро можно будет рассматривать как один из обязательных компонентов информационной культуры личности [3,4]. Изучение Internet-технологий в средней школе преследует несколько целей. Среди них можно выделить основные:

1) формирование у учащихся навыков работы в глобальной сети и, что не менее важно, коммуникационной компетентности;

2) повышение мотивации изучения курса информатики в целом; 3) повторение и расширение сведений, полученных ранее в курсе ОИВТ, а

также закрепление навыков работы с прикладными программами (текстовыми и графическими редакторами, базами данных, антивирусными программами, архиваторами и т.п).

Однако, эффективность учебного процесса во многом зависит от того, доступен ли изучаемый материал для данного контингента школьников. Важным аспектом является организация сбора данных для оценки уровня усвоения материала и выявления пробелов в знаниях и умениях учащихся с целью прогнозирования дальнейшего развития процесса обучения и корректировки последующего курса, исключающей перегрузку детей [1].

15

Этим целям, на наш взгляд, вполне отвечает созданная в ЛОИУУ в 1995 году методика проведения и оценки диагностических контрольных работ [2], которая и была применена в курсе телекоммуникационных технологий в гимназии №3 г. Астрахани.

Каждый вариант ДКР состоял из шести заданий: 1) задание на узнавание верного ответа из нескольких предложенных; 2) задание на запоминание (предполагает пересказ информации в логически

правильной последовательности, требует достаточно полное знание признаков и свойств объектов, законов, определений, терминологии, фактов, понятий, принципов);

3) задание на понимание (проверяет способность учащихся применять

полученные теоретические знания к решению поставленной проблемы);

4) задание на внутритемное обобщение (предусматривает применение изученных фактов, законов, понятий в новой ситуации, логическую детализацию явлений, процессов, изучаемых в данной теме, обобщения и выводы по данной теме);

5) задание на межтемное обобщение (включает в себя материал, требующий

выделения причинно-следственных связей в результате анализа нескольких изученных тем);

6) задание на межпредметное обобщение (носит эвристический характер и

включает материал, требующий межпредметного обобщения на уровне ассоциативных связей). Таким образом, первое и второе задания соответствовали репродуктивному

уровню усвоения знаний, третье и четвертое – частично поисковому, пятое и шестое задание – творческому.

Коэффициенты усвоения по уровням вычислялись по формуле:

msK i

i = ,

(1) где −is средний балл, полученный учащимися за данный вопрос,

−m максимальный балл (равен порядковому номеру вопроса). По всей ДКР:

MSK y = ,

(2) где −S средний балл за ДКР, −M максимальный балл

( 21654321 =+++++=M ). В ходе отслеживания результатов изучения курса «Телекоммуникации и

Internet» в старших классах гимназии №3 г. Астрахани ДКР выполняли функции промежуточного и итогового контроля.

Основные цели промежуточного контроля:

16

1) оценка уровня усвоения учебного материала и степени его доступности для данного контингента учащихся;

2) выявление характерных ошибок, пробелов в знаниях и умениях учащихся

(сбор данных для проведения корректировки последующего учебного материала с целью ликвидации пробелов, исключающей перегрузку детей);

3) прогнозирование дальнейшего развития процесса обучения.

Итоговая ДКР, кроме всего вышеперечисленного, предусматривала также:

1) определение пригодности полученных учащимися умений и навыков для самостоятельной работы в сети Internet (для этого в каждый вариант контрольной работы были включены практические задания, предназначенные для выполнения непосредственно в сети Internet;

2) оценку способности учащихся усовершенствовать и расширять свои знания,

применять их в новых и нестандартных ситуациях, формировать новые навыки на основе полученных на уроках. Результаты итоговой ДКР представлены в таблице 1:

Таблица 1

11 «А» (24 уч-ся)

11 «Б» (19 учащихся)

11 «В» (24 уч-ся)

Итого в 11 классах

(67 уч-ся)

№ зада-ния

К i К усв Кол-во




1 1 0,96 0,98 1 2 1 1 24 0,89 0,89 17 0,83 0,83 20 0,91 0,91 61

0,92 0,89 0,79 0,87 3 4 0,79 0, 71 17 0,68 0,58 11 0,67 0,46 11 0,72 0,58 39

0,75 0,58 0,58 0,64 5 6 0,67 0,42 10 0,37 0% - 0,46 0,08 2 0,51 0,18 12

Анализ коэффициентов усвоения материала показывает, что, в основном,

преобладает поисковый и частично поисковый уровень учебной деятельности. С итоговой контрольной работой справились 91% учащихся, что составляет 61 человек из 67. Наибольшие коэффициенты усвоения учебного материала, как нетрудно заметить из диаграммы (рис.1), наблюдаются в 11 «А» классе и объясняются, по-видимому, следующими причинами:

• относительно высокой мотивацией большинства учащихся данного класса к изучению информатики вообще и телекоммуникационных технологий, в частности;

• высоким уровнем сформированности опорных знаний и умений.

17

Рис. 1. Процент учащихся (от общего числа), справившихся с заданиями

репродуктивного, поискового и творческого уровня итоговой ДКР

Таким образом, в результате реализации курса «Телекоммуникационные технологии» значительное количество учащихся 11-х классов оказались, в общем, готовыми к работе в Интернет и к активному формированию новых умений и навыков, несмотря на то, что обучение и тренинг проводился средствами локальной сети, следовательно такой подход к обучению школьников приемам работы в Интернет является перспективным.

Литература

1. Волкова И.В., Дормидонова Т.И., Симонова И.В. Диагностические контрольные работы на уроках информатики// Научно-практическая конференция “Информатизация образования-99”. Материалы конференции, г. Шадринск, 1999.

2. Диагностика учебно-воспитательного процесса и опытно-экспериментальной работы школы/сост. Максимова В.Н.-ЛОИУУ, 1995.- 86с.

3. Харитонов А.Ю., Серых Л.А. Навыки работы в Интернет как компонент информационной культуры личности// Материалы международной конференции “Интернет. Общество. Личность”. СПб, 2000.

4. Dehoney J., Reeves T. Instructional and Social Dimensions of Class Web Pages//Journal of Computing in Higher Education, vol. 10, №2, 1999.

100%

71%

42%

0%

89%

58%

0%11%

83%

46%

8%17%

91%

58%

18%

9%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

11 "А" 11 "Б" 11 "В" 11-е классы

Репродуктивный уровень Поисковый уровень

Творческий уровень Не усвоили материал

18

С.В.Щербакова Уральский государственный университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБУЧЕНИЯ АЛГИРИТМИЗАЦИИ МЕТОДАМИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Считается общеизвестным, что информатика положительно влияет на развитие школьников. Цель данного исследования — выявление посредством психологических тестов, в чем проявляется развивающее воздействие на школьников одного из разделов курса информатики - алгоритмизация.

В исследовании приняли участие школьники 5, 6 и 7 классов школ № 131, № 59 г. Екатеринбурга. Всего было протестировано 361 человек, из них 114 учащихся 5 классов (50 мальчиков и 64 девочки), 165 учащихся 6 классов (86 мальчиков и 79 девочек) и 82 ученика 7 классов (44 мальчика и 38 девочек).

Были протестированы ученики 5-7 классов двух школ г.Екатеринбурга; в школе № 131 информатика преподавалась, в школе № 59 – нет. В работе использовались тесты, направленные на выявление уровня тревожности школьников, тесты на интеллект, корректурная проба Крепелина на утомляемость и др. В данном сообщении мы приведем результаты исследования по тестам на интеллект.

Для выявления интеллектуального уровня учеников использовался культурно-свободный тест на интеллект (CFIT), предложенный Р. Кэттеллом. Оценка IQ выводилась с учетом возрастных норм [11].

Процедура обследования стандартна. Его особенность состоит в том, что он предназначен для измерения

уровня интеллектуального развития независимо от влияния факторов окружающей среды (культуры, образования и т.д.). Тест состоит из двух частей, каждая из которых имеет в свою очередь четыре субтеста. Все задания имеют графическую форму. Время выполнения каждого субтеста ограничено. Результат переводится в стандартную оценку IQ при помощи таблицы возрастных норм.

Интеллект как таковой явление сложное и динамичное. Обычно этим термином обозначается комплекс способностей, необходимых для выживания и достижения успехов в определенной культуре [7]. Уровень интеллекта связан со скоростью информационных процессов и мыслительных операций [8]. IQ есть форма выражения уровня способностей индивида в данный момент времени по отношению к его возрастным нормам. Увеличение с возрастом стабильности IQ объясняется кумулятивным характером интеллектуального развития, - ведь в каждом возрасте интеллект индивида есть сумма уже имеющихся и вновь приобретенных навыков и знаний. Таким образом, у индивида происходит пропорциональное увеличение с возрастом общего количества навыков и знаний, даже если вновь приобретаемое никак не связано с уже имеющимся. По Н.И. Чуприковой интеллект – это в большой мере достигнутая и потенциальная способность к различению, расчленению, обособлению психических содержаний, и, прежде всего, конечно, содержаний близких друг другу по смыслу или по ситуативной принадлежности [9].

Э.Борринг определял интеллект как «то, что измеряется тестами интеллекта» [2].

Г.Н. Айзенк предполагает о существовании, по крайней мере, 3 совершенно различных составляющих интеллекта. Наиболее фундаментальный аспект интеллекта – биологический интеллект. Он служит физиологической,

19

нейрологической, биохимической и гормональной основой познавательного поведения, то есть, в основном связан со структурами и функциями коры головного мозга. Вторая составляющая - психометрический интеллект, измеряемый обычными тестами IQ, на 70% зависящий от биологического и на 30% - от средовых факторов. Социальный интеллект (третья составляющая) проявляется в использовании IQ для социальной адаптации. При этом ясно, что социальный интеллект гораздо шире, чем биологический, и включает в себя IQ; IQ в свою очередь, шире, чем интеллект биологический, и включает его в себя [2].

Особенности исследуемого возраста 10-12 лет. Этот возраст характеризуется, во-первых, кризисом перехода

учащихся из начальной школы в среднию, который обусловлен сменой социальной ситуации развития и изменением содержания внутренней позиции ученика [4], и, во-вторых, физиологическим кризисом, связанным с началом пубертата. Начало полового созревания у девочек приходится в основном на 11-12 лет, у мальчиков на 1-2 года позже [5].

Возраст 10-12 лет по данным некоторых исследователей – это период временного ухудшения многих нейродинамических показателей: замедляется скорость образования реакций, снижается величина их, часто наблюдается увеличение инертности нервных процессов [2].

Для детей этого возраста характерна повышенная возбудимость ЦНС и ослабление процессов торможения, что часто приводит к повышенной раздражительности, легкой утомляемости [6]. В начале подросткового периода вследствие повышенной активности диенцефальных структур мозга и усиления их генерализованного влияния на кору больших полушарий происходит дезорганизация механизмов локальной корковой активации, лежащих в основе внимания и селективного восприятия. Ухудшается возможность произвольной регуляции сенсорной и двигательной функций, уменьшается умственная работоспособность [5].

Тем не менее, мы считаем, что как результаты, так и методика проводимых исследований должны уточняться на предмет выявления факторов, могущих оказывать существенное влияние.

Также был использован невербальный тест на исследование интеллекта, составленный Векслером [11]. От испытуемого требуется в специальной таблице произвести перешифровку цифр, т.е. под каждой цифрой поставить обозначение-символ. Время выполнения задания ограничено. О способности к научению новому свидетельствует выполнение примеров когда испытуемого предупреждают о начале хронометрии и необходимости выполнять задание как можно скорее. Этой методикой исследуется психомоторика, способность к обучению.

Результаты В таблице приведены результаты повышения уровня интеллекта за один

учебный год.

20

Таблица 1 Динамика развития интеллекта

5 класс Школа № 59 Школа № 131 Девочки 6,66 7,13 Мальчики 3,5 11,87 Общее 5,85 9,5 6 класс Девочки 7,56 6,51 Мальчики 8,54 5,74 Общее 8,05 6,12

7 классы Девочки 4,05 6,53 Мальчики 9,58 6,53 Общее 6,96 6,53 Всего

Девочки 6,09 6,72 Мальчики 7,21 8,05 Общее 6,95 7,39

Из таблицы видно, что повышение уровня интеллекта 5 классников,

изучающих информатику значительно выше относительно повышения уровня интеллекта 5 классников, не изучающих информатику. Однако в 6,7 классах информатика не имела решающего влияния на развитие интеллекта. Дети 10-11 лет более ответственно подходят к выполнению заданий, чем дети 12 лет. Семиклассники отнеслись к выполнению задания несерьезно, что наблюдалось и во время проведения теста.

Уровень интеллекта (коэффициент IQ) закономерно возрастает от 10 до 12 лет. Девочки демонстрируют более высокий уровень интеллекта, чем мальчики. Вместе с тем среди мальчиков заметно больше доля учащихся, как с высокими, так и низкими показателями интеллекта.

Среди детей изучающих и не изучающих информатику у мальчиков наблюдались большие различия в развитии интеллекта, чем среди девочек.

Выводы: Навыки и знания алгоритмизации оказывают благотворное влияние на детей 10-11 лет, особенно, мальчиков, резко повышая развитие интеллекта.


1. Рабочая книга школьного психолога. / Под ред. Дубровиной И.В. - М.: Просвещение, 1991.

2. Физиология подростка. / Под ред.Фарбер Д.А. -М. , 1988. 3. Лупандин В.В., Лупандин В.И. Особенности реакции на движущийся

объект у мужчин и женщин. // Журнал высшей нервной деятельности. –1994. №3.

4.Чайченко Г.М., Томилина Л.И. Психофизиологический рейтинг как показатель эффективности умственной деятельности. // Физиология человека. – 1995. №2.

5.Методические рекомендации. Изд-во: Вильнюс, 1988. 6.Альманах психофизиологических тестов. – М.: КСП, 1996.

21

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ

Ю.С.Брановский, Л.Н.Зимова, С.В.Зенкина Ставропольский государственный университет

СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПО ХИМИИ

В Ставропольском государственном университете на кафедре информационные технологии в обучении и управлении образованием (ИТОиУ) разработан модуль компьютерного программно-методического комплекса (ПМК) по химии для обучения студентов естественнонаучных специальностей. ПМК - система, состоящая из программно-педагогических средств (ППС), методических рекомендаций по его использованию в учебном процессе и описаниями методики проведения занятий [1]. В таблице 1 представлены основные критерии компьютерного программно-методического комплекса.

Таблица 1

Свойства компьютерного программно-методического комплекса

Критерии Описание ПМК

Назначение

1. Формирование логико-алгоритмического и системно- комбинаторного мышления. 2. Повышение уровня познавательной активности. 3. Индивидуализация обучения и самообучение. 4. Интерактивное взаимодействие. 5. Повышение уровня компьютерной образованности. 6. Познание научной картины мира.

Структура

1. Компьютерная информационно-справочная система (теория).

2. Практическая часть (учебные карты). 3. Контролирующий блок в форме компьютеризированного

тестирования и решения типовых задач по общей химии. 4. Методические рекомендации по использованию комплекса в

процессе обучения.

1’2001

22

Лабильность

(гибкость)

Обучаемый может перейти по гиперссылкам к любому блоку комплекса.

Связь с языком

химии

С помощью программы гипертекстовой разметки документов Dynamic HTML 4.0, табличного процессора МS Excel, текстового редактора Editor.

Пользовательский интерфейс

Взаимодействие обучаемого с ПМК с помощью курсора, мыши.

Объем Модуль комплекса состоит из 82 файлов, 9 папок и

занимает 631 КБ памяти.

У обучаемых, работающих с данным модулем компьютерного программно-

методического комплекса, формируется логико-алгоритмическое и системно-комбинаторное мышление. Суть логико-алгоритмического мышления – умение строить логические утверждения о свойствах данных объектов и делать запросы к поисковым системам, умение мыслить индуктивно и дедуктивно при анализе своей работы с комплексом [2].

Важная часть ПМК – домашняя страница, через которую по гипертекстовым ссылкам открывается доступ ко всем прочим страницам комплекса. Информационно-справочный блок (теория) включает разделы "Строение атома" и "Химическая связь". Страницы содержат справочный материал по конкретной теме: основные понятия и законы, таблицы, анимацию, структурные схемы, иллюстрации. Практическая часть комплекса состоит из семи учебных карт: "Электронное строение атома" - 2 карты, "Условия образования химической связи и химического соединения" - 2 карты, "Природа химической связи (метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей )" - 2 карты, "Определение типа химической связи" - 1 карта [3]. В ПМК интегрирована компьютерная контролирующая программа учебного назначения Editor 1.2, разработанная на кафедре ИТОиУ СГУ. Editor содержит редактор тестов, тестовую оболочку, описание работы с пакетом, презентация пакета. Пакет написан на языке программирования Delphi 3.0. Редактор тестов обладает стандартным интерфейсом Windows. Editor позволяет создавать тесты закрытой формы, в которых можно выделить основную часть утверждения, содержащую постановку задачи и готовые ответы - дистракторы. Редактор позволяет создавать задания с двумя ("Да-Нет") и четырьмя дистракторами ("Один вариант ответа"). Кроме того, ответ на некоторое утверждение может быть составлен из нескольких предложенных дистракторов ("Несколько вариантов ответа") [4]. Редактор и тестовая оболочка обладают защитой от несанкционированного доступа к редактору и результатам тестирования. Использование системы компьютерного тестирования содержит в себе возможности более широкого применения компьютеров в учебном процессе и является одним из путей, позволяющих дать объективную, количественную характеристику знаниям и умениям студентов [5].

В контролирующий блок входят также задачи, для решения которых предлагается использовать одну из прикладных программ Microsoft Office - Excel, позволяющая с помощью электронных таблиц быстро и точно производить

23

автоматические вычисления при решении задач. Электронные таблицы Excel качественно изменили образовательный процесс при работе с числовой информацией [6]. Расчет значений в Excel требует от обучаемого определения соотношений между данными и их комбинациями, присвоив ячейкам уникальные имена и адреса. Далее, эти соотношения должны быть смоделированы в формулу, понятную для программы Excel. Все эти действия способствуют лучшему пониманию химического смысла задачи и сути выполняемых расчетов, активно вовлекают студентов в процесс обучения. По данным расчетов студенты могут построить с помощью средств программы Excel любую диаграмму, гистограмму, график и разместить их в той же самой рабочей области.

Компьютерный программно-методический комплекс (ПМК) по химии, реализован посредством объектно-ориентированной версии языка описания гипертекста Dynamic HTML 4.0 - набора управляющих конструкций, содержащихся в НТМL-документе и определяющих те действия, которые программа просмотра должна выполнить при его загрузке; при этом предоставляется возможность для пользователя изменять и динамически управлять выводом на экран текста и графики без необходимости обновления страницы [7]. Формат HTML очень похож на обычный текст, поэтому страницы комплекса подготовлены в обычном текстовом редакторе Word. Разница только в том, что местами в текст вставлены специальные коды (теги), с помощью которых текст можно сделать разноцветным, использовать шрифты разных размеров, задать нужный фон, сделать “бегущую” строку, встраивать в текст картинки, звуковое сопровождение и многое другое. Применение объектно-ориентированной модели дает возможность структурированно представить главные в смысловом отношении модули данного комплекса. Графическая часть системы была реализована с помощью графического пакета фирмы Corel. Полученные рисунки затем были оптимизированы для отображения в браузере. Реализованный программный продукт является платформенно-независимым, что дает возможность работать (при условии наличия браузера, поддерживающего стандарт де-факто Dynamic HTML 4.0) не только на IBM-совместимых компьютерах, но и на системах с другой аппаратной реализацией, например Apple Macintosh и др. Пользовательский интерфейс, ориентированный на события, представляет все преимущества, которые реализованы в Microsoft Windows 9x [8].


1. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. – Ставрополь, 1995.

2. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики. - Минск "Вышэйшая школа", 1998.

3. Брановский Ю.С., Зимова Л.Н., Зенкина С.В. Компьютерный программно-методический комплекс для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей.-Тез. конф.- Иркутск, 1999.

4. Малютин В.В., Брановский Ю.С. Объективный контроль знаний и его реализация в программе TEST. // Педагогическая информатика. - 1994. - №3.

5. Мэнсфилд Р. Excel 7.0 для занятых. Изд. "Питер", 1997. - с.304. 6. Хоумер А., Улмен К. Dynamic HTML: Справочник. - Изд. "Питер", 2000. 7. Брановский Ю.С., Зимова Л.Н., Зенкина С.В. Информационные

технологии в обучении химии студентов естественнонаучных специальностей.-Тез. конф.-Хабаровск, 2000.

24

Г.У.Матушанский, А.В.Юсупова, Э.М.Ханафина Казанский государственный технологический университет

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ МАРШРУТОВ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИИ

Радикальные изменения в жизни российского общества остро поставили проблемы структурной перестройки и совершенствования системы высшего и послевузовского образования. Решение указанной проблемы с помощью формализованного инструментария математики и информатики приводит к формированию нового научного направления в педагогике - теории проектирования систем образования. В рамках данного направления в настоящей работе ставится и решается задача проектирования и оптимизация системы образовательных маршрутов преподавателей высшей школы.

Ранее в работе [1] разработана методология проектирования образовательных маршрутов подготовки научно-педагогических и инженерных кадров в российской и инженерных кадров в российской и зарубежной высшей школе, основанная на применении математического аппарата теории графов. В настоящей статье указанная методология применяется при проектировании системы образовательных маршрутов непрерывного профессионального образования преподавателей вузов от абитуриента до доктора наук - профессора, интегрирующего их вузовскую и послевузовскую подготовку, профессиональную переподготовку и дальнейшее повышение квалификации. Концепция создания такой системы обсуждается в работе [2], содержание части профессиональной переподготовки - в работе [3].

В настоящее время в высшем, послевузовском и дополнительном профессиональном образовании России действует система подготовки, переподготовки и повышения квалификации научно-педагогических кадров, которую можно представить в виде ориентированного структурного графа, представленного на рисунке 1.

Рис. 1. Ориентированный структурный граф действующей системы образовательных маршрутов научно-педагогических кадров России

С А СПр Д

5

1 1 1

113 3 3

Б М КН ДН

∅ АКН СПрКН ДНК ДДН ПДН

ПКН

4

2 3 3

5

1

2

1 2

13

2

2

1 1 2 1

25

Множество квалификационно-должностных уровней в системе непрерывного образования представляются вершинами графа . На рис.1 вершинами обозначены: - абитуриент, - магистр, - специалист, - ассистент, - старший преподаватель, - кандидат наук, - ассистент- кандидат наук, - старший преподаватель- кандидат наук, - доцент, - доцент, кандидат наук, - профессор- кандидат наук, - доктор наук, - доцент- доктор наук, -профессор- доктор наук.

Если из одного объекта множества возможен переход к другому объекту, то

эти два объекта связаны линией - ребром графа. Ребро, в котором указано направление от низшего квалификационно-должностного уровня к высшему, является дугой графа. В графе нет кратных дуг (две вершины связаны только одной дугой) и петель, когда дуги начинаются и кончаются в одной и той же вершине графа. Граф связный, т.е. для каждой пары квалификационно-должностных уровней существует возможность перехода от одного уровня к другому. Каждой дуге графа приписывается число (вес дуги - возможное время перехода с одного квалификационно-должностного уровня на другой или длительность подготовки). Таким образом, рассматриваемая модель представляет из себя простой, ориентированный, связный граф G(15,27). Для простоты у исходного графа вершины обозначим числами, тогда такой граф G(15,27) представлен на рис. 2.

Рис. 2. Ориентированный связный граф действующей системы образовательных маршрутов научно-педагогических кадров России.

3 5 7 9

5

1 1 1

113 3 3

2 4 6 12

1 8 10 11 14 15

13

4

2 3 3

5

1

2

1 2

13

2

2

1 1 2 1

∅ М С

А СПр

КН АКН

СПрКН Д

ДКН ПКН

ДН ДДН

ПДН

26

Для представленной на Рис. 2. модели нами поставлена задача нахождения кратчайшего пути при прохождении маршрута μ (0,14) от начальной до конечной вершины графа.

Поставленная выше задача решена нами с помощью двух параллельных методов. Согласно индексно-матричного метода [4] процесс отыскания маршрута можно формализовать в виде следующего алгоритма.

1. Граф задается в виде матрицы смежности весов { }A aij= (табл.1),

которая имеет размерность N× N, где N- количество вершин графа. Условимся за номера строк матрицы принимать те вершины, из которых дуги выходят, а за номера столбцов - вершины, в которые дуги входят. Элемент aij , находящийся на

пересечении i-ой строки и j-го столбца, будет обозначать вес дуги, выходящей из i-той вершины и входящий в j-ю. Если из i-той в j-ю вершину дуга не входит или между

вершинами нет дуги, то соответствующий элемент матрицы aij будем обозначать

буквой М. Диагональные элементы принимают значения, равные нулю. Таблица 1

Матрица смежности весов

A

M M M M M M M M M M M M

M M M M M M M M M M M

M M M M M M M M M M M






M M M M M M M M M M M M M




=

0 4 5

0 1 2 2

0 1 1 3

0 1 3

0 1 3

0 1 3

0 1 3

0 1 2

0 3

0 1 2

0 1 2

0 3 5

0 2

0 1

0



M M M M M M M M M M M M M M

⎤

⎦

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎡

⎣

⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢

2. Двигаясь по i-той строке матрицы A помечаем каждую вершину xj индексом

λ j aij

= и переносим этот индекс в столбец λ j рядом с j-той строкой.

3. Рассматривая следующую строку находим вершины, для которых

λ λi aij j+ < ( )λ j ≥ 0 . В этом случае λ λj i aij= + . Если λ j

27

неопределено, то также λ λj i aij= + . Продолжаем процесс до тех пор, пока

найдется хотя бы одна дуга, для которой можно уменьшить λ j .

4. После того, как индексы λ j установятся, найдется такая вершина xp2

,

для которой λ λp p a p p1 2 2 1− = .

Последовательность λ λ λn p p, , ...1 2

- строго убывающая, поэтому в

некоторый момент получим xpk

x+

=1 0 .

В этом случаеλ n - будет длиной критического пути из x0 в xn , а

последовательность вершин μ =−

⎡⎣⎢

⎤⎦⎥

x xpk

xpk

xp xp xn01 2 1

, , , ... , , , - искомым

маршрутом. Доказательство алгоритма:

Пусть μ =−

⎡⎣⎢

⎤⎦⎥

x xpk

xpk

xp xp xn01 2 1

, , , ... , , , - произвольный путь между

x0 и xn , длиной a n0 , тогда сумма неравенств

λ λ λ λ λk a k k k ak k n k ak n10 0 1 2 1 1 2 3 3

− ≥ − ≥ − ≥, , ,L равна

λ n a k ak k ak kn≥ + + +0 1 1 2 3

L , так как

a k ak k ak kna

n0 1 1 2 3 0+ + + =L , то λ n a

n≥

0.

Так как для пути ( )a nμ λ= , то μ -является минимальным маршрутом.

Применяя рассмотренный метод для решения поставленной задачи получим

кратчайший путь из x0 в x14

: 0 → 2→ 5 → 7 → 13→ 14, длина пути которого равна

12 годам. Вторая более общая задача относится к нахождению кратчайшего пути между

двумя любыми вершинами графа. Для решения данной задачи нами был

28

использован матричный метод, описанный А. Шимбелом [5]. Как и в предыдущей

задаче исходной является матрица смежности весов { }A aij= размерности N× N,

где N - количество вершин графа. Алгоритм вычисления следующий: 1. Для нахождения кратчайшего пути между двумя любыми вершинами

Шимбелом разработан метод, использующий следующие операции над элементами исходной матрицы:

1) ∀ a,b a×b=b×a ⎪ a+b=b+a; 2) ∀ a,b a+b=b+a ⎜ min(a,b); 3) ∞ ⋅ = ∞a . С помощью указанных операций длины кратчайших путей между любыми

вершинами графа определяются возведением матрицы смежности весов в степень. Условием прекращения последовательного возведения в степень исходной матрицы

на саму себя At

A−

⋅1

является: At

At−

=1

⇒ умножение матрицы At−1

на A

не приводит к изменению At−1

. Степень T-1 -является максимальным числом дуг в кратчайшем пути между любой парой вершин. Следовательно, T N− ≤ −1 1 .

Рассчитанный для нашей модели по методу А. Шимбела минимальный путь в новых обозначениях индексов (i0 =1 до j0=15) имеет вид: 1→ 2→ 5→8→14→15. Длина пути, рассчитанная первым методом, получилась равная длине пути, найденному с помощью второго метода. Недостатками применения обоих методов решения поставленных задач является определение лишь одного из нескольких минимальных путей одинаковой длины. Нами создана программа на языке Турбо-Паскаль версии 6.0, вычисляющая минимальный путь по методу А. Шимбела.

Таким образом, проектирование системы образовательных маршрутов непрерывной подготовки научно-педагогических кадров позволяет при реформировании и совершенствовании высшего и послевузовского образования прогнозировать появление новых вершин и дуг графа, а результаты оптимизации системы образовательных маршрутов дают возможность рекомендовать личности самостоятельно подбирать свою образовательную траекторию.


1. Матушанский Г.У. Образовательные маршруты подготовки научно-педагогических и инженерных кадров в Российской и зарубежной высшей школе // Educational Technology & Society. - 2000. - v. 3(8). - p. 557-563.

2. Матушанский Г.У. К концептуальным основам системы непрерывного образования преподавателей высшей школы // Alma mater.-2000.-№ 11.- с. 40-41.

3. Матушанский Г.У., Фролов А.Г. Информационно-технологическая переподготовка преподавателей высшей школы //Педагогическая информатика. - 2000.- № 4.- с. 24-31.

4. Цой С. Управление и теория графов. - Алма-Ата: Казахстан, 1965.- 104 с. 5.Цой С., Цхай С.М. Прикладная теория графов.-Алма-Ата:Казахстан, 1971.

29

В.Б.Моисеев, С.П.Горбач Пензенский технологический институт

О РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПОВ НЕПРЕРЫВНОСТИ И ОТКРЫТОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ

На рубеже веков с особой актуальностью встает вопрос об адаптации системы образования под изменяющейся мир. Сейчас все более очевидным становится тот факт, что трансформация традиционной системы образования идет в сторону ориентации на обучение людей в течении всей их жизни, на непрерывное, индивидуализированное образование, подразумевающее, как обязательное условие, и воспитание навыков самообразования. Непрерывность при этом следует рассматривать как фундаментальный принцип современного образования, на котором оно должно быть основано, чтобы удовлетворять потребности общества.

Определение понятия «непрерывного образования» дал А.И.Субетто [1]. «Непрерывное образование» - это образование, охватывающее полный жизненный цикл человека и состоящее из ступеней образования и им соответствующих образовательных циклов. Каждый образовательный цикл должен быть направлен на формирование синтетического сознания и синтетического интеллекта личности, индикатором которых является сформированность целостной картины мира. каждая ступень образования предстает как образовательный цикл, который начинается с предыдущей картины мира у личности и заканчивается новой картиной мира, что предопределяет восходящее воспроизводство человека».

Говоря об образовании дипломированных специалистов, необходимо отметить его относительную независимость от структур формального образования и можно говорить скорее о «самообразовании». Следовательно принцип непрерывности образования подразумевает не только глубокую интеграцию учебных заведений разных уровней, требует создания качественно новых его видов, форм и технологий.

Вторым основополагающим принципом системы образования ХХI века должен стать принцип открытости, означающий свободу зачисления в число обучаемых и составления индивидуального плана обучения, а также свободу места, времени и темпа обучения.

Интенсивное развитие дистанционных технологий обучения является одной из попыток преодоления общего кризиса образования. Дистанционная технология обучения представляет собой модифицированную, более соответствующую потребностям времени форму получения образования, основанную на новой организации учебного процесса с использовании новейших учебных технологий, современных средств связи и передачи информации.

При этом сразу необходимо отойти от сложившегося мнения о том, что дистанционные обучение – это модифицированная форма традиционного заочного обучения. Между ними много общего, но есть и такие моменты, которые позволяют рассматривать дистанционную технологию, как более широкую категорию. Выделяются три принципиальных отличия: – Дистанционное обучение предполагает изучение отдельного курса. Программы,

состоящей из ряда курсов и блока курсов, объединенных в учебный план специальности. Заочное обучение предполагает получение конкретной специальности в соответствии с определенным учебным планом.

30

– Основным учебным мероприятием заочного обучения является очная фаза – сессия, когда студенты собираются в определенном месте для прослушивания лекций, проведения контрольных мероприятий и т.д. При дистанционном обучении основной этап – это самостоятельная работа студентов, а очные встречи (тьториалы) планируются как вспомогательные мероприятия, имеющие своей целью руководство самостоятельной работой, но при необходимости тьюториалы могут быть преобразованы в традиционные лекции, консультации, зачеты и т.д.

– Основой методического обеспечения заочного обучения являются учебные материалы на бумажном носителе, а при дистанционном – основная роль отводится использованию информационных и телекоммуникационных технологий. В то же время опыт Московского государственного университета экономики, статики и информатики, Института новых форм обучения, Современного гуманитарного института и ряда других вузов показывает, что при дистанционном обучении с успехом может использоваться и т.н. «кейс-технология», как форма, обусловленная спецификой российского образовательного рынка и отсталостью средств связи.

Поэтому правильнее было бы считать, что заочное обучение наравне с открытыми и виртуальными университетами является организационной формой дистанционного обучения.

Развитие непрерывного открытого образования на базе дистанционных технологий позволяет: – сделать доступными мировые образовательные ресурсы значительно большему

числу обучаемых; – расширить возможности традиционного образования за счет формирования

образовательной информационной среды, содержащей академические ресурсы из различных областей знаний;

– повысить уровень образовательных программ, за счет предоставления альтернативно-конкурирующих учебных материалов;

– создать инвариантность образовательных программ за счет синтеза курсов, предоставляемых образовательными учреждениями, в том числе различных стран мира;

– приобрести и углубить обучаемыми навыки самостоятельной работы; – снизить стоимость обучения за счет широкой доступности образовательных

ресурсов. Кроме того, внедрение дистанционных технологий имеет большое

социальное значения, так как позволяет удовлетворить в полной мере образовательные потребности населения, вне зависимости от мета проживания, пола, возраста, национальности, вероисповедания, социального происхождения уровня базового образования, места работы, должности и т.д.

Реализация принципа открытости невозможно без создания единого федерального открытого образовательного пространства (ФООП), в котором должны быть представлены образовательные ресурсы (знания, умения, навыки) аккумулированные отдельными образовательными учреждениями.

Технической основой ФООП являются информационные ресурсы системы образования и телекоммуникационные возможности сети INTERNET. Методической основой – станет дистанционная технология обучения, актив но развиваемая ведущими российскими вузами и координируемая Министерством образования РФ. Это пространство является информационно- и организационно- распределенным, то

31

есть имеет федеральный и региональные уровни. Конечным этапом эволюции организационных форм открытого образования станет создание одного или нескольких (по направления подготовки, технический, экономический и т.д.) открытых образовательных учреждений (университетов, институтов и т.д.) под эгидой Министерством образования РФ.

Схема взаимодействия регионального открытого Вуза с Министерством образования, а также с ведущими российскими и региональными Вузами в рамках единой федеральной распределенной образовательной среды, может быть, представлена в виде:

Рис. 1 Взаимодействие федерального и регионального компонентов в открытом

образовательном пространстве При построении деятельности открытого регионального вуза (ОРВ) важно

исходить из следующих ключевых моментов: – Финансовые вложения в ОРВ должны быстро окупаться; – Система организации учебного процесса должна минимизировать финансовые

вложения; – Система комплектования контингента студентов должна обеспечивать им

равные возможности; – Основой образовательной деятельности должен быть заказ Администрации

региона; – Управление Вузом должно координироваться Администрацией региона и

подчиняться Министерства образования в лице руководства Виртуального открытого университета;

Министерство образования

Ведущие федеральные вузы по направлениям

Открытый университет Министерство

Ведущие федеральные вузы по

направления

Ведущие региональные вузы по

направлениям

Региональный Открытый институт

Ведущие региональные вузы по

направления

Представительство Регионального Открытого

Представительство Регионального Открытого института

Представительство Регионального Открытого института

32

– Система обучения должно иметь оперативную возможность быстро адаптироваться на новые потребности региона и учитывать распределенный в пространстве характер образовательного процесса;

– Система организации учебного процесса должна обеспечивать оперативную возможность подготовки студентов по всем предусмотренным законодательством формам и методам обучения в любом месте и в любое время;

– ОРВ в его новом качестве должен плавно интегрироваться в существующую региональную систему подготовки кадров;

– Форма собственности должно обеспечивать возможность государственного управления и регулирования на уровне лицензирования и стандартизации;

– Уровень подготовки студентов и престижность получаемых документов об образовании должны соответствовать региональным требованиям.

Переход к новой форме организации учебного процесса связан с изменением отношений в сфере образования, с возникновением новых понятий и внутренних структур. Образовательная услуга становится видом товара. Чтобы добиться успеха, необходимо строго соблюдать законы рынка. Именно поэтому ОРВ должны стать своеобразными «пунктами продажи образовательных услуг».

К основным задачам, решаемым открытым региональным Вузом можно отнести следующие: – Организация обучения студентов; – Организация подготовки и повышения квалификации кадров преподавателей и

менеджеров образования; – Подготовка обоснованных рекомендаций по выбору приоритетных направлений

развития регионального компонента образовательного пространства; – Эффективное вовлечение региональных информационных ресурсов в единое

распределенное образовательное пространство; – Активное участие в организации и развитии образовательной инфраструктуры

региона; – Создание, изучение и формирование информационного рынка; – Выработка рекомендаций по стратегии и тактике развития ФООП; – Маркетинг регионального образовательного рынка; – Привлечение финансовых ресурсов для развития регионального компонента

ФООП; – Создание и использование способов и методов самофинансирования системы

ОРВ, а также выработка инвестиционной политики развития ФООП; – Рекламная деятельность по привлечению студентов и созданию имиджа ОРВ; – Производство и тиражирование учебных средств обучения; – Координация работ по интеграции регионального и федерального ФООП на

уровне региона; – Организация региональных конференций по вопросам развития ФООП; – Привлечение, продвижение и регионализация передовых технологий обучения и

образовательных программ ведущих российских Вузов. Последнюю задачу необходимо пояснить. Исторически сложилось так, что

ведущие учебные центры развивались в основном в крупных городах. Для получения необходимого и престижного образования многим жителям приходилось приезжать на учебу в эти города. В силу объективных причин, упомянутых выше, сейчас большинство жителей страны практически лишено такой возможности. В то же время потребность регионов в специалистах, обладающих углубленными знаниями,

33

осталась. На этом фоне очень перспективным представляется распространение образовательных технологий ведущих российских Вузов через открытые региональные Вузы.

Этап осознания путей и методов реформирования системы образования прошел. На повестку дня встал вопрос апробации имеющих наработок. И здесь очень многое зависит от правильности выбора «экспериментальных площадок» - открытых региональных вузов через которые государство будет проводить свою политику в области образования, где будут внедряться, и отрабатываться новые формы организации учебного процесса. широкое внедрение дистанционных технологий способно наиболее полно раскрыть принцип открытости и непрерывности образования, творчески объединить, интегрировать все уровни образования, исключить какую бы то ни было дискриминацию обучающихся. Н.И.Пак, Т.А.Степанова Институт математики, физики и информатики Красноярского педагогического университета

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ КУРСУ «ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ»

Курс «Численные методы является базовым курсом при подготовке учителей математики и информатики. Для успешного его освоения студенту необходимо иметь прочные знания по фундаментальными математическими дисциплинами: алгебре, математическому анализу, дифференциальным уравнениям. В последнее время в стандартах высшего образования усиливается тенденция к увеличению объема знаний курса с одной стороны, и уменьшение количества часов, отводимых на его освоение – с другой.

Для повышения эффективности обучения курсу «Численные методы» (усвоения большего объема знаний за меньшее время) можно предложить следующие пути:

1. Использование нелинейных и параллельных способов обучения; 2. Использование электронных обучающих средств, способных

активизировать самостоятельную и индивидуальную учебно-познавательную деятельность студентов;

3. Использование электронных таблиц Excel в качестве инструмента познания технологий методов вычислительной математики.

Основными способами повышения эффективности методики организации учебного процесса по курсу «Численные методы» представляются нелинейные формы образования, методы системной динамики [1] и параллельное обучение. Термин «параллельное обучение» введен по аналогии с понятием «параллельная обработка информации» в кибернетике, обозначающим технологию увеличения скорости обработки информации за счет распараллеливания процессов. Аналогично этому, в курсе «Численные методы» организовать параллельное обучение можно с помощью двух подходов.

Первый предполагает специальное структурирование модели знаний предметной области таким образом, чтобы отдельные темы делились на определенное количество разделов по классам эквивалентности. Каждая рабочая

34

мини-группа студентов осваивает один из методов. На семинаре при публичной защите своих проектов студенты в целом получат обзорное представление по всем методам. Ниже приведенные классы эквивалентности рабочих тем курса по которым целесообразно проводить «распараллеливание».

Тема 1. Решение нелинейного уравнения. • Раздел «Итерационные методы»; • Методы половинного деления; • Метод простой интеграции; • Метод Ньютона (касательных); • Метод секущих; • Метод хорд. Тема 2. Решение систем линейных уравнений. Раздел «Интерационные методы». • Метод Зейделя; • Метод Ричардсона (минимальных невязок); • Метод простой интерации. Раздел «Прямые методы»: • Метод Гаусса – схема единственного деления; • Метод Гаусса – схема оптимального исключения; • Метод прогонки;

Тема 3. Приближение функций. • Интерполяция многочленом Лагранжа; • Интерполяция многочленом Ньютона; • Сплайн-интерполяция; • Аппроксимация по методу наименьших квадратов. Тема 4. Численное дифференцирование. • Аппроксимация производной по формуле левых (правых) разностей; • Аппроксимация производной по формуле центральных разностей; • Использование интерполяционной формулы Лагранжа в численном

дифференцировании; • Использование интерполяционной формулы Ньютона в численном

дифференцировании. Тема 5. Численное интегрирование. • Формула левых (правых прямоугольников; • Формула средних; • Формула Трапеций; • Формула Симпсона. Тема 6. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Раздел «Задачи Коши для ОДУ»: • Метод Эйлера; • Метод Эйлера с пересчетом; • Методы Рунге-Кутта. Раздел «Краевые задачи для ОДУ»: • Метод стрельбы; • Метод конечных разностей. Второй способ предусматривает создание рабочих мини-групп студентов в

рамках организованной проектной деятельности. Каждая группа параллельно

35

отрабатывает свой раздел, составляющего часть общего для всех проекта. Примером может служить решение краевой задачи для обыкновенных дифференциальных уравнений методом стрельбы. Метод стрельбы заключается в том, что решение краевой задачи сводится к неоднократному решению задачи Коши, которое в свою очередь требует численного дифференцирования. Далее приближенные решения находят не в явном виде, а зависящими от некоторого параметра, для определения которого необходимо решать нелинейное относительно этого параметра уравнение.

Возможно следующее распределение среди студентов отдельных этапов решения краевой задачи методом стрельбы:

• Аппроксимация производных, входящих в дифференциальное уравнение и построение разностной схемы;

• Решение задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения;

• Решение нелинейного уравнения подходящим численным методом, например, методом половинного деления.

Таким образом, использование параллельного способа обучения позволяет существенно сократить время обучения, не урезая объем курса. Кроме этого, подобная методика существенно повышает мотивацию студентов к обучению, учит их работать в коллективе.

Важным элементом в предлагаемой методике организации учебного процесса по «Численным методам» являются электронные учебники, практикумы и средства контроля.

Электронный учебник – в отличие от «бумажного», является инструментом обучения и познания, его структура и содержание зависят от целей его использования. Он и репетитор, и тренажер и самоучитель. За счет применения электронных учебников происходит повышения интенсификации учебного процесса, которое обусловлено:

– повышением целенаправленности; – насилием мотивации – повышением информативной емкости учебного содержания; – активизацией учебно-познавательной деятельности обучаемых.

При создании электронного учебника по курсу «Численные методы» использовалась концепция, описания в [1]. Был разработан электронный учебник, который размещен на сервере ИМФИ в среде Intranet.

Учебник включает в себя: • модель знаний в виде семантической сети, в которой представлены

основные понятия и связи между ними; • глоссарий, в котором перечисляются и кратко поясняются основные

понятия курса; • теоретическая часть курса в виде HTML-страниц, связанных системой

гиперссылок с моделью знаний и глоссарием; теоретическая часть имеет иерархическую структуру и позволяет осуществить изучение выбранной темы с различной степенью глубины;

• систему компьютерного тестирования, позволяющую систематизировать и контролировать свои знания;

• примеры решения задач, выполненные в электронных таблицах; • задания для самостоятельного решения (по 10 вариантов).

36

Для процедуры тестирования использована тестовая оболочка «Тест» (разработчик – инженер-программист кафедры информатики КГПУ Хвощ Валентин Владимирович). В состав тестовой оболочки входят две головные программы: Разработчик тестов и Генератор тестов. Разработчик тестов позволяет заполнять базу данных тестовых заданий в закрытой форме, задавать классы эквивалентности, рекомендуемое время решения задания, уровень сложности (от 1 до 5).

Генератор тестов существует в двух вариантах: генерация тестов на бумагу; генерация тестов, выполняемых на компьютере.

По каждой теме курса разработан комплекс тестов, разделяющих на три уровня сложности:

1) задания, выясняющие знание студентом основных понятий курса и основных методов;

2) задания, выясняющие знание алгоритмов основных методов; 3) задания, выясняющие знание условий сходимости и устойчивости

методов, умение оценивать достоверность результатов, полученных применением того или иного метода для решения задачи.

Примеры тестовых заданий по некоторым темам курса: Численные методы алгебры. Оценка погрешности метода дихотомии для решения

нелинейного уравнения f(x)=0 1. (b-a)^n [a,b] – исходный отрезок, n – номер итерации 2. ((b-a)/2)^n 3. (b-a)/2^n 4. (b+a)/2 Метод простой итерации для решения уравнения f(x)=0 (x=g(x)) можно

использовать, если: 1. |f´(x)|<1 для х из [a,b] 2. |g´(x)|<1 для х из [a,b] 3. |g´(x)|<1 для х из [a,b] 4. для любой непрерывной и дважды дифференцируемой функции g(x) Сходимость итерационных методов решения систем линейных уравнений

зависит от 1) от выбора начального приближения; 2) от диагонального преобладания матрицы; 3) от собственных чисел матрицы; 4) от правой части системы. Вектор навязки это: 1. Число обусловленности матрицы коэффициентов 2. Разность точного и приближенного решения системы 3. Разность между правой и левой частями уравнений при подстановке в

них приближенного решения 4. Погрешность приближенного решения Пусть Х´ - приближенное решение линейной системы А*Х=F, D´ - вектор невязки этого решения, А´ - матрица, обратная к матрице А R – погрешность решения оценивается по формуле: 1. R<||A||*||A|| 2. R<||D||/||F|| 3. R<||F||/||A´|| 4. R<||D||*||A||

37

Численное интегрирование и дифференцирование. Порядок точности квадратурной формулы – это 1. Количество узлов 2. Максимальная степень многочлена, для которого она верна 3. Число узлов в формуле с учетом кратности 4. Показатель степени h в оценке погрешности Аппроксимация производной функции формулой центральной разности

имеет порядок точности 1. O(h) 2. O(h^2) 3. O(h^3) 4. O(h^4) Формула Симпсона на частичном отрезке имеет порядок точности 1. O(h^2) 2. O(h^3) 3. O(h^4) 4. O(h^5)

Решение ОДУ и УМФ Схема Эйлера имеет порядок аппроксимации 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 Метод стрельбы для решения краевой задачи заключается в 1) замене краевой задачи на задачу Коши 2) линеаризации задачи 3) построении разностной схемы 4) построении итерационного процесса для нахождения

последовательности приближенных функций Методы Рунке-Кутта являются

а) одношаговыми б) двухшаговыми в) многошаговыми Интерфейс электронного учебника формируется также по параллельносу

представлению информации. Экран компьютера разбит на несколько окон, в каждом из которых представлен один из атрибутов параллельного представления информации:

1) фон (теоретическое содержание курса, с выделенными ключевыми словами);

2) активное окно, в котором происходит интерактивный диалог с обучаемым;

3) всплывающие окна – как реакция на работу обучаемого, исполняющие либо стимулирующие функции (подсказка в случае его затруднений), либо расслабляющие, отвлекающие функции (допустим, исторические справки, полезные советы).

Использование электронных таблиц для реализации численных методов имеет ряд преимуществ перед использованием языков программирования или специализированных математических пакетов.

38

Электронные таблицы представляют собой отличную среду для изучения вычислительной математики, позволяют наглядно реализовать алгоритм решения задачи, моментально увидеть изменение результатов при изменении данной, наглядно отобразить их на диаграммах и графиках. В результате применения электронных таблиц процесс обучения протекает более эффективно; студенты легче ориентируются в основных понятиях курса, быстрее разбираются в основных методах и овладевают ими.

Многолетний опыт преподавания курса «Численные методы» на математическом факультете и на факультете информатики Красноярского педагогического университета показал эффективность используемых методик обучения. Сделать такой вывод позволил анализ результатов тестирования студентов за последние четыре года.


1. Пак Н.И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации. Монография, Красноярск, КГУ, 1999.

С.П.Плеханов, Ю.M.Носков, Ю.А. Шапкин Московский педагогический университет

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТУДЕНТОВ ТВОРЧЕСКИХ ПРОФЕССИЙ

Известно, что в большинстве случаев люди творческих профессий в глубине души отторгают использование компьютера в своей творческой деятельности, поскольку психологически не подготовлены к применению некоего инструмента для интеллектуального творчества. Считается,что воображение художника не может заменить техника. Отчасти это верно. Но не стоит забывать,что при создании произведения творец проводит массу рутинной и интеллектуальной работы,которую на самом деле можно облегчить и ускорить, а иногда и выполнить в другом ракурсе. Все это позволяет сделать современная компьютерная техника. Это в большой степени относится и к студентам факультета Изобразительных искусств и народных ремесел (ФИИ и НР) Московского педагогического университета (МПУ), где работают авторы статьи.

Перечень основных творческих профессий, которые изучают студенты этого факультета, широк и разнообразен: масляная и акварельная живопись; создание копий картин; холодный и горячий батик; хохломская, городецкая и мезенская роспись; жостовские подносы; лаковая миниатюра (Палех, Федоскино); народные костюмы; матрешки; бисероплетение; гобелен; иконопись; ювелирное дело; керамика; объемная резьба по дереву; ростовская финифть; графика; дизайн и т.п. Идя навстречу современным требованиям в области изобразительного искусства кафедра Информатики и вычислительной техники (ИВТ) совместно с руководством факультета ФИИ и НР при поддержке ректората в 1995 г. начала осваивать и применять новейшие формы, методы и средства обучения. Основано новое компьютерное направление в обучении студентов творческих профессий – обучение по специализации «художник-мультимедиа». Обучение ведется на

39

коммерческой основе в течение трех лет без отрыва от обучения по основной специальности с защитой курсовых работ, зачетами, экзаменами, защитой дипломной работы, выполненной с применением компьютерных технологий (созданием видеороликов, рекламных роликов, видеоряда изготовления художественной продукции, в последнее время Web-страниц и сайтов в Internet) и заканчивается выдачей сертификата. Каждый год принимается 10-12 слушателей. Таким образом, в течение года обучаются 30-35 слушателей. Поскольку продолжительность обучения в университете составляет пять лет, а на специализации «художник-мультимедиа» - три года, то студенты старших курсов, оканчивая университет, продолжают заниматься по указанной специализации. Существует и другой вариант. При факультете ФИИ и НР работает художественный колледж. Ученики этого колледжа также поступают на специализацию «художник-мультимедиа», обучаясь параллельно своей специальности. По окончании колледжа ученики, как правило, поступают на этот факультет на второй курс и продолжают заниматься мультимедиа. По получению сертификата «художник-мультимедиа» (а часто и в период обучения) студенты подрабатывают в своем университете, в коммерческих фирмах, издательствах, а также в других местах, доказывая тем самым необходимость и выгодность такого обучения. Иногда принимаются слушатели и со стороны.

Жизнь показала, что обучение мультимедиа нужно и другим студентам, которые не занимаются этой специализацией. Поэтому в том же 1995 году более широкий и обзорный авторский курс «Современные компьютерные технологии для пользователя ПК» стал читаться в качестве общеобразовательного курса в течение одного года студентам 4 курса всех специальностей факультета ФИИ и НР в количестве 65-67 человек.

При внедрении информатизации в образовательный процесс кафедрой ИВТ был решен ряд проблем. Прежде всего это проблема устранения внутреннего отторжения использованию компьютера в своей творческой деятельности путем активного начального разъяснения с последующим развитием в процессе обучения стойкого интереса и необходимости его применения. Чтобы преодолеть это внутреннее неприятие студентам преподаются новейшие сведения и достижения в современных компьютерных технологиях еженедельной и месячной давности по информации текущей компьютерной прессы, выставок, презентаций, фирменных материалов и др. В обязательном порядке студенты посещают международные компьютерные выставки и презентации. Для этого руководство кафедры связывается с организаторами выставок и по письму из университета получает 30-35 бесплатных билетов для студентов специализации «художник-мультимедиа». Естественно, преподаватели, ведущие занятия по мультимедиа, также в обязательном порядке посещают эти мероприятия.

Студенты специализации «художник-мультимедиа» участвуют в специализированных международных выставках. Так, кафедра при содействии ректората и руководства ФИИ и НР была организатором и участником международной выставки «Multimedia-Expo-96» (г. Москва, Выставочный центр Международного Центра торговли на Красной Пресне, 19-23 ноября 1996 г.). На выставке на стенде МПУ постоянно работали на компьютере 2 преподавателя кафедры и 4 студента специализации «художник-мультимедиа». В том же центре в ноябре 1999 г. кафедра организовывала и была участником 5 Международной выставки «Мир детства-99». На ней постоянно работали на компьютере 2 преподавателя и 3 студента указанной выше специализации. В феврале 1998 г.

40

преподаватели и студенты присутствовали на презентации в России нового программного продукта высокого класса, представленного известной и ведущей в области компьютерной графики американской фирмой Silicon Graphics, - пакета 3-х мерной графики под названием Maya. Эта презентация состоялась практически одновременно в США и России (с разницей в одну неделю). Кафедра являлась организатором и участником 5 Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании (ИТО-96)» (г. Москва, МГИЭМ, 26-29 ноября 1996 г.).

Каждый студент в течение недели прослушивает 4 часа лекций и проводит за компьютером два раза по 4 часа. Набираются слушатели вне зависимости от того, имеется ли у них дома компьютер или нет. Опыт показал, что указанного выше времени вполне достаточно для усвоения материала. Некоторым слушателям, имеющим дома компьютер, выдаются на кафедре задания и они работают на дому, регулярно посещая необходимые занятия и отчитываясь за домашние задания.

Вторая проблема - подбор кадрового состава преподавателей кафедры. Она решена путем привлечения на постоянную работу высококвалифицированных преподавателей с учеными степенями как технических (компьютерных), так и педагогических профессий (примерно поровну) и создания творческого коллектива единомышленников. На кафедре работает 8 сотрудников, из них 7 преподавателей: один профессор, доктор технических наук, четыре доцента, кандидата технических и педагогических наук, один старший преподаватель и один ассистент. Преподаватели проработали на предприятиях и в высших учебных заведениях много лет, имеют большой стаж преподавательской и научной работы в области компьютерной техники, телекоммуникаций, программных средств. Достаточно сказать, что они являются выпускниками ведущих московских вузов (МГИФИ, МГИЭМ, МГУ, МПУ).

Следующей проблемой стало создание мультимедийного класса и технической базы обучения. Естественно, что компьютерное оснащение класса должно быть на самом высоком уровне, поскольку для художественного творчества необходимо использование мощных программных средств, требующих мультимедийных компьютеров высокой производительности, больших объемов оперативной и дисковой памяти, современной, разнообразной и специфической периферии. Проблема поддержки руководством университета основных начинаний кафедры в этой области и приобретения новейшего компьютерного оборудования с сетевыми технологиями решена путем ежегодного подтверждения кафедрой эффективности обучения и увеличения контингента обучаемых. Для обучения студентов специализации мультимедиа кафедра уже два года назад оснащена 10-ю мультимедийными компьютерами Pentium-3 (с частотой работы процессора 350 и 450 Мгц, оперативной памятью 128 Мб, жестким диском 8 Гб, сетевыми картами, приводами CD-ROM) с 17” мониторами, 5-ю электронными графическими планшетами для рисования электронным карандашом фирмы Wacom, приводом для пишущего CD-RW, цветным струйным принтером, цветным планшетным сканером, ручной видеокамерой, видеодвойкой (цветной телевизор+видеомагнитофон), разветвителем Hub для локальной компьютерной сети. На это оборудование поставленны операционнае системы Windows-2000 и Windows NT, основные программные пакеты для обучения офисным и сетевым технологиям и художественному мультимедийному творчеству (Animator Pro, Adobe Photoshop, Adobe Premiere, Corel Draw, 3D-Studio Max и некоторые другие). В настоящее время ставится вопрос об оснащении кафедры последними моделями персональных компьютеров с процессорами Pentium-4 и освоении новейшего программного

41

графического пакета Maya. В конце 2000 года мультимедийный класс подключен к сети Internet. Теперь студенты для своей учебы и работы «посещают» музеи мира (Лувр, Британский музей, Эрмитаж), создают свои странички в Internet, пользуются электронной почтой. Понятно само собой, что у студентов интерес к обучению в такой компьютерной среде велик, и дело порой доходит до того, что их приходится по истечении времени отрывать от компьютеров, чтобы отправить домой. Часто студенты находятся в классе во внеурочное время и работают за компьютерами, если они свободны, а сами они не мешают учебному процессу и преподавателям. То есть процесс обучения проходит в атмосфере доброжелательности, помощи и поддержки. Одним из показателей эффективности работы по информатизации образования студентов творческих и непрофильных профессий служит искусственное сдерживание кафедрой в последнее время количества обучаемых групп коммерческих потоков из-за ограничения площадей и возможностей преподавательского состава.

Очевидно, что на этапе становления и в последующем стояла и стоит проблема разработки учебных планов, рабочих программ и авторских курсов лекций, методических пособий и всех остальных компонентов учебного процесса, поскольку начинали работу с нуля, а использовать чужой опыт было негде. В процессе обучения создавались и отрабатывались программы и курсы, их содержание, объем, методическая документация. К настоящему времени эта проблема в основном решена, идет отработка новых направлений и углубление уже имеющихся. К настоящему времени разработаны авторские программы и читаются следующие авторские курсы:

1. Современные компьютерные технологии для пользователя ПК (238 час.). 2. Основы мультимедиа (1034 час.). 3. Компьютерная графика (1034 час.). 4. Технология создания мультимедиа-продуктов (1034 час.).

Ведется разработка авторского курса «Издательские системы». Создано и опубликовано на сайтах Internet два электронных учебника, которые уже используются для обучения студентов. Каждый из них создан в двух вариантах (на перспективу):

1. для стационарного обучения, 2. для дистанционного обучения.

Первый из них называется «Компьютерная графика». Текстовый материал представлен в 36 файлах формата HTML, иллюстрации – в 150 графических файлах соответствующих форматов. Общий объем учебника соответствует 215 страницам машинописного текста (17,8 п.л.). Второй учебник называется «Визуальная система программирования Delphi». Текстовый материал представлен в 33 файлах формата HTML, иллюстрации – в 150 графических файлах соответствующих форматов. Общий объем учебника соответствует 175 страницам машинописного текста (14,3 п.л.). Материал обоих учебников изложен в виде гипертекста, что обеспечивает удобный переход от одной темы к другой, быстрый поиск нужной информации и, при необходимости, возврат к ранее просмотренным темам. Следующая проблема – преподавание новейших и перспективных современных компьютерных и телекоммуникационных технологий решалась и решается путем еженедельного, ежемесячного отслеживания их появления и изменения в компьютерных периодических изданиях, в материалах выставок и

42

конференций, в фирменных материалах с последующим анализом новизны и перспективности для обучения и последующим их использованием в обучении. Понятно, что эта кропотливая, утомительная и внешне незаметная аналитическая работа требует больших интеллектуальных и физических затрат. Отдачей этой работы может служить только интерес, энтузиазм, высокий уровень подготовки студентов специализации «художник-мультимедиа», престиж обучения и наплыв желающих поступить на эту специализацию, что наблюдается в последнее время, даже несмотря на стоимость годичного обучения в 15 тысяч рублей. Окончившие указанную специализацию студенты достаточно легко находят работу в государственных и коммерческих структурах, связанных с дизайном, издательской и рекламной деятельностью, художественным оформлением изделий и т.п. Наконец, последней проблемой в создании системы активного стимула творчества, интереса и перспективы последующего продвижения в избранной специализации «художник-мультимедиа» явилось дальнейшее развитие на кафедре аспирантуры и докторантуры по специальности 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (информатика). Кафедра имеет потенциал руководства аспирантами и консультирования докторантов. Аспиранты работают по темам, находящимся на стыке технических, педагогических и творческих проблем, что, как известно, наиболее продуктивно в научном плане. В сентябре 2000 г. в заочную аспирантуру кафедры поступили две аспирантки, которые, кстати, весной того же года окончили факультет ФИИ и НР нашего университета, а одна из них прошла полный курс обучения специализации «художник-мультимедиа» с получением соответствующего сертификата и по полученным результатам была рекомендована ГАК к поступлению в аспирантуру. Один из доцентов кафедры, занимающийся обучением мультимедиа, второй год успешно работает над докторской диссертацией. Квинтэссенцией результатов проведенной работы по информатизации образования студентов творческих профессий являются защиты дипломных работ. Здесь представлены все стороны обучения: пояснительная записка на 80-90 страниц, составленная по классической форме дипломов технических вузов (с введением, 3-мя главами (обзором состояния вопроса и постановкой задачи, теоретической частью, практической частью), заключением, списком литературы и художественными приложениями), и одно из мультимедийных приложений в виде: видеоролика, созданного, озвученного и записанного на CD-ROM; компьютерной презентации работы факультета ФИИ и НР; сайта в Internet; компьютерных графических иллюстраций к книге; плоской и объемной анимации; объемных движущихся фигур и т.п.

Заключение в пояснительной записке к дипломной работе делается в соответствии с методической разработкой кафедры «Технология написания выводов и заключения по работе» (20 с.), а доклад на защите дипломной работы – методической разработкой кафедры «Технология выступления с докладами, научными сообщениями и лекциями» (14 с.).

Если рассмотреть все сказанное выше, то нужно отметить следующую особенность: почти все проблемы решались практически одновременно, а работать приходилось, как говорится, «с колес». Таким образом, многолетняя работа по информатизации образования студентов творческих профессий позволила сформулировать следующее заключение:

43

1. Интерес к информатизации своей творческой деятельности возникает у студента, как правило, после активной разъяснительной работы.

2. Становление такого образования связано с решением серьезных проблем и требует повседневного подтверждения его эффективности и полезности. Стремительная компьютеризация всех сторон человеческой деятельности требует непрерывного внедрения ее в интеллектуальную и творческую работу, чтобы поддерживать на современном уровне образовательный процесс.

3. Использование компьютерных технологий в творческой деятельности студентов необратимо.

Пигичка Ю.Л. Санкт-Петербургский государственный университет педагогического мастерства

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ – НЕОТЪЕМЛЕМАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ПРОЦЕССА ПОВЫШЕНИЯ

КВАЛИФИКАЦИИ ПЕДАГОГА

Информатизация общества и современного образования настолько тесно связана с развитием и наполнением сети электронных телекоммуникаций, что эти слова сегодня практически являются синонимами. Наша культура стремительно становится культурой информационных компьютерных коммуникаций. Информатика перерастает свой прежний статус одного из средств поддержки учебного процесса, одного из инструментов образования и даже одной из многих учебных дисциплин. Сегодня мы говорим об овладении учителем информационной культурой, как об одной из важнейших составляющих непрерывного образования и повышения квалификации. Однако информационная культура не сводится только к усвоению технологических знаний и умений.

Культура в широком этнографическом смысле слагается в целом из знаний, верований, искусства, нравственности, законов, обычаев и некоторых других особенностей и привычек, усвоенных человеком как членом общества. Культура не является вещью или предметом, которые могут быть переданы ученику. Скорее всего, это среда, которая окружает и поддерживает человека, как вода рыбу. Окружающая учеников культура растворена в книгах, людях, работе, игре и массе других вещей и других форм деятельности. Для освоения современной информационной культуры ученики нуждаются не столько в инструкциях, сколько в доступе к миру коммуникаций и в возможности играть в этом мире значимую роль. В ходе образования учащийся не только овладевает суммой знаний и практик, но и усваивает принятую в обществе систему ценностей, учится применять выработанные культурой критерии и категории для оценки событий и явлений, происходящих в окружающем мире, для прогнозирования результатов своей собственной деятельности. Одна из основных задач образования состоит в том, чтобы иерархия личностных ценностей была согласована с иерархией ценностей, принятых в настоящее время в обществе.

44

Уровень информационной культуры человека, как правило, определяется не только усвоенными им знаниями и умениями в области информационных процессов и компьютерных дисциплин, а также способностью существовать в информационном обществе. Чтобы привить ученику информационную культуру надо создать вокруг него определенную информационную среду, для освоения которой учитель снабжает его необходимыми знаниями, умениями, навыками.

Новизна, быстротечность, ускорение – вот те черты, которыми характеризуется информационное общество по словам известного американского футуролога Э.Тоффлера. И с каждым днем становится все очевиднее, что люди не сумевшие приспособиться к подобным условиям, более того, вести активную жизнь, составят слой маргиналов. Поэтому непрерывное образование и способность к переквалификации рассматриваются сегодня как неотъемлемая часть сохранения социального статуса. Следовательно, процесс самообразования есть не что иное, как пополнение своих профессиональных знаний через получение, усвоение, переработку и распространение новой информации. Судьба каждого человека все более зависит от того, насколько он способен своевременно получать, адекватно воспринимать и продуктивно использовать новую информацию (а точнее новое знание) в своей повседневной жизни: в трудовой деятельности, учебе, на досуге, в быту. Поэтому возрастает значимость информационной культуры и ее воспитания.

Овладевая информационной культурой, а, также используя информационные компьютерные технологии в своей профессиональной деятельности, учитель любой предметной области получает: • доступ к большему объему учебной информации; • образную, наглядную форму представления изучаемого материала; • поддержку активных методов обучения; • возможность вовлечения в процесс активного обучения категории детей,

характеризующихся различием способностей и стилей учения, включая «тугодумов», одаренных, детей из семей, занимающих низкое социальное положение;

• возможность сделать обучение более эффективным, вовлекая все виды чувственного восприятия ребенка в мультимедийный контекст;

• информатизацию процесса обучения конкретной образовательной области. Говоря об информационных компьютерных технологиях в школе, следует

рассмотреть их внедрение в образовательный процесс. Доступ к информационным компьютерным технологиям могут иметь: • только учитель; • только ученик; • ученик и учитель.

Рассмотрим все возможные варианты доступа к информационным компьютерным технологиям (ИКТ): 1. Учителя стремятся использовать ИКТ (равно как и другими новыми технологиями)

по тем же причинам, по каким они пользуются ручками, книгами, тетрадями, учебниками, картами, школьными досками и прочими инструментами обучения, - из желания как можно лучше делать свое дело, помочь ученикам лучше учиться. Учитель может применять ИКТ в профессиональных целях – как часть своей личной рабочей среды и/или инструментария, иногда даже не представляя ученикам доступа к ней. Вспомогательный компьютерный инструментарий, такой

45

как сканер или цифровая камера позволяет учителю добывать информацию из внешних источников, вводить ее в компьютер и пользоваться ею при разработке заданий для учащихся. Например, учитель истории может принести в класс актуальную статью, напечатанную в утренней газете, за несколько минут просканировать ее и в тот же день предложить прокомментировать статью, отредактировать ее или дополнить собственными письменными соображениями. Владея компьютером, используя примитивный текстовый редактор, любой учитель-предметник может подготовить различные варианты заданий, тестовых работ, карточек и т.п., которые впоследствии могут быть распечатаны в компьютерном классе и розданы детям для выполнения. Используя ресурсы Интернет, каждый учитель-предметник может расширять свой кругозор в той или иной предметной области, получая информацию из всемирной паутины, самообразовываться и повышать свою квалификацию используя дистанционное обучение и обмен мнениями с коллегами по профессии.

2. Ученики, имея доступ к ИКТ (например, в том случае, если учитель предметник ничего в компьютерах не понимает) могут углубить знания в той или иной предметной области, используя различные мультимедийные программные средства в качестве банков данных в самых разнообразных отраслях знаний. В настоящее время аспект «домашнего компьютера» приобретает все более значимый вес по оценкам социологов. По заявлениям экспертов ЮНЕСКО более 5% населения России имеют дома персональный компьютер. Поэтому задача учителя предлагать ребенку использовать этот мощный инструмент для саморазвития, используя всевозможные обучающие программы. Подготовка рефератов, докладов, аналитических обзоров с использованием компьютера может стать одной из форм промежуточной аттестации учащегося по какому-либо предмету.

3. Самой прогрессивной формой использования ИКТ в образовательном процессе является совместное использование общей среды ИКТ учителем и учеником, в которой они будут непосредственно взаимодействовать друг с другом. Сегодня компьютерный класс является центром притяжения учащихся всей школы. Как правило, это наиболее один из самых посещаемых кабинетов в школе во внеурочное время. Если организовать разновозрастную группу учащихся, объединенных интересом к компьютерам, в некий компьютерный клуб, где каждый, занимаясь тем, что его интересует, являлся бы членом сообщества, нацеленного на некоторые общие задачи, то это может резко продвинуть процесс внедрения информационных технологий в образовательный процесс. В такой среде, независимо управляемой учителями, оказывается, легко создать проблемную ситуацию, обучение становится естественным процессом за счет обмена опытом и информацией, происходит объединение учащихся в группы, связанные единой целью, разделение работ между участниками происходит почти автоматически, а на первый план выходит социальная значимость проблемы. Таким образом, на первый план выступает проектно-исследовательский метод обучения с использованием ИКТ. Приведем этапы и типы исследовательской деятельности, которые можно реализовать в школьном образовании:

• формулировка целей исследования и используемых гипотез;

46

• сбор информации, анализ результатов, полученных в проводившихся ранее экспериментах, поиск в Интернете и других источниках необходимых сведений;

• осуществление контактов со специалистами, групповое обсуждение, в том числе с помощью телекоммуникаций;

• формирование основного плана проекта, корректировка плана в процессе исследования;

• проектирование, конструирование и изготовление исследовательских установок (если в этом есть необходимость);

• выполнение экспериментов (в ручном и автоматическом режимах, а также, при возможности, в режиме дистанционного управления);

• анализ и представление данных с привлечением математических моделей и средств визуализации;

• изучение результатов, повторные измерения, накопление данных; • обнаружение аналогий, нахождение связей, составление объяснений и выводов,

проверка прежних гипотез и создание новых; • поиск в Интернете, групповое обсуждение, оформление отчетов для размещения

в Интернете, представление результатов; • представление результатов в электронном виде, публикации.

В рамках взаимодействия учитель-ученик Санкт-Петербургским государственным университетом педагогического мастерства с 1995 года организована проектная олимпиада школьников по новым информационным технологиям. В основу олимпиады положен метод проектов и учебно-исследовательская деятельность школьников. Способ для реализации проекта - информационные компьютерные технологии. Учащимся предлагается тема исследования, результаты которого они должны представить с использованием ИКТ. Кроме того, отличительная особенность данной олимпиады - групповая, командная деятельность учащихся. Темы, предлагаемые учащимся для проведения исследования носили проблемный характер, например: "Глобальные проблемы современности, Мир. Страна. Город" (1996 год); "Человек в мире. Мир человека" (1997 год); "Город - это мы" (1998 год); "Блеск и нищета Петербурга" (1999 год); "Гражданин и общество" (2000 год). Мы рассматривали деятельность учащихся в Проекте как групповое исследование глобальных проблем современности с использованием новых информационных технологий. Групповое исследование поощряет и усиливает истинное учение со стороны учеников, потому что оно:

• личностно-ориентированно; • использует множество дидактических подходов - обучение в деле,

независимые занятия, совместное учение, мозговой штурм, эвристическое и проблемное обучение, дискуссия, командное обучение;

• самомотивируемо, что означает возрастание интереса и вовлеченности в работу по мере ее выполнения;

• поддерживает педагогические цели в когнитивной, аффективной и психомоторной областях на всех уровнях - знания, понимания, применения, анализа, синтеза;

• позволяет учиться на собственном опыте и опыте других не начетнически, а в конкретном деле;

• приносит удовлетворение ученикам, видящим продукт собственного труда.

47

Одновременно был разработан цикл семинаров для учителей, позволяющих сформировать у детей основы информационной культуры и подготовить их к участию в проекте. Был предложен алгоритм реализации проектно-исследовательской деятельности для учителей и учащихся: Стадия работы над проектом

Содержание работына этой стадии

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Подготовка

Определение темы ицелей Проекта

Знакомит со смыслом Проекта и мотивирует учащихся. Помогает в постановке цели.

Обсуждают с учителем и при необходимости получают дополнительную информацию. Устанавливают цели.

Планирование

А) определение источников информации; Б) определение способа сбора и анализа информации; В} Определение способа представления результатов и технологии работы (форма отчета); Г) установление процедур и критериев оценки результата; Д) распределение задач (обязанностей)между членами коллектива.

Предлагает идеи, высказывает предположения.

Вырабатывают план действий. Формулируют задачи.

Исследование

Сбор информации, решение промежуточных задач. Основные инструменты: интервью, опросы, наблюдения, эксперименты, работа с литературой.

Наблюдает, советует, косвенно руководит деятельностью.

Выполняют исследование, решая промежуточные задачи.

48

Результаты и выводы

Анализ информации формулирование выводов

Наблюдает, советует

Анализируют информацию

Представление и отчет

Использование технологии создания отчета.

Учит овладевать новыми информационными технологиями, в процессе создания отчета выступает в роли рядового участника.

Создание отчета с использованием новых информационных технологий.

Оценка результатов и процесса

Оценивает усилия учащихся, креативность, качество использования источников, неиспользованные возможности, потенциал, качество отчета.

Участвуют в оценке путем коллективного обсуждения и самооценок.

В целом при работе над Проектом учитель выполняет следующие функции: • помогает ученикам в поиске источников, способных помочь им в работе над Проектом;

• сам является источником информации; • поддерживает и поощряет учащихся; • помогает овладеть новыми информационными технологиями; • прививает информационную культуру; • координирует процесс создания Проекта; • поддерживает непрерывную обратную связь, чтобы помогать ученикам продвигаться в работе над проектом. Таким образом, такой подход позволит привести уровень информационной

культуры в соответствие с требованиям информационного общества.


1. Информатика в начальном образовании. Рекомендации. ИИТО, М., 2000, 94с. 2. Кулакова Е.В., Семенова Н.Д. О возможностях изучения информационной

культуры через информационное поведение людей. http://www.rls.kemsu.ru/bgk/1998/5/18.html

3. Патрашкин Е.Д. Плавание на Ботике в учебном заливе компьютерных коммуникаций. http://dll.botik.ru/educ/book/introduce.ru.html

4. Пигичка Ю.Л. Компьютерные технологии в учебно-исследовательской деятельности учащихся. СПбГУПМ, СПб., 79с.

49

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Ю.В. Башкатова Курский государственный педагогический университет

О ПРИНЦИПАХ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЩАЮЩИХ СИСТЕМ

В условиях информатизации на основе базовых информационных технологий разрабатываются прикладные информационные технологии по областям применения, позволяющие получать конкретные продукты соответствующего назначения в виде средств, систем и сред. В рамках указанных технологий практика распространения учебных пособий в электронном виде становится обычной для многих учебных заведений. Как показывают эксперименты, обучение с помощью компьютеров дает наибольший эффект, когда учащиеся вовлекаются в активную когнитивную деятельность по осмыслению и закреплению учебного материала, применению знаний в ходе решения задач. Автоматизированные обучающие системы - (АОС) такого типа предъявляют учащемуся задания тренирующих упражнений, оценивают их выполнение, оказывают оперативную помощь в виде подсказок, разъяснения типовых ошибок, предъявления соответствующего теоретического материала. Наряду с основным материалом они содержат средства интерактивного доступа, средства анимации и мультипликации, а также видеоизображения, в динамике демонстрирующие принципы и способы реализации отдельных процессов и явлений.

В данной статье будут представлены основные принципы, лежащие в основе конструирования АОС. Новизна задачи заключается в том, что разрабатываются, прежде всего, не методы обучения, а «правила игры», определяющие эти методы обучения. Методики обучения получают конструктивное воплощение в программных оболочках. «Правила игры» для обучаемого, имеющего дело с содержательной компонентой АОС – представляются в форме средств общения с компьютером (которые носят название интерфейса) и в форме целевых предметных установок.

Принципы построения АОС предполагают решение следующих задач: 1. Методическая задача. Анализ исследований по созданию АОС показывает, что вначале

необходимо разработать архитектуру АОС, учитывая основные положения концепции психолого-педагогической теории учения.

Модель автоматизированного обучения основана на представлении обучения как процесса управления познавательной деятельностью (3). Модель

1’2001

50

обеспечивает три уровня управления познавательной деятельностью. Систему в зависимости от целей обучения можно настроить на требуемый уровень.

Под первым уровнем управления мы понимаем процесс обучения по заранее заданному алгоритму без диагностики усвоения знаний.

Под вторым уровнем управления мы понимаем управление познавательной деятельностью с постоянным слежением за качеством усвоения учебного материала и выполняем коррекцию в случае необходимости.

На третьем уровне процесса управления познавательной деятельностью мы используем смешанную стратегию, т. е. на различных этапах обучения используются комбинации первого и второго уровней.

Модель управления познавательной деятельностью в качестве составных частей содержит модель изучаемого предмета, модель знаний специалиста. Модель обучаемого (она используется для организации адаптивного диалога). Разработав данные модели можно конкретизировать основные вопросы дидактики.

Модель предмета, отражающая взаимосвязи между темами дисциплины, представляет собой одну из разновидностей структурно-логических схем - это квадратная матрица смежности, отражающая взаимосвязи между темами дисциплины. Используются следующие степени связи: для изучения данной темы необходимо иметь общее понятие о другой теме; при изучении темы используются частые ссылки на понятия другой темы; для изучения наиболее сложных понятий данной темы необходимы знания из другой темы; для изучения и использования понятий темы необходимо четкое знание правил из другой темы. Так как каждая тема дисциплины реализуется в виде отдельной обучающей программы, эта модель позволяет дать рекомендации по последовательности их проработки.

Модель знаний отражает совокупность знаний, умений и навыков, которыми должен обладать специалист данного профиля. Она формализует конечные цели обучения, поставленные при создании АОС. При разработке модели необходимо использовать типовые рабочие программы по данной дисциплине и квалификационные характеристики специалистов. Модель удобно строить в виде булевого ориентированного графа. Условия поэтапного формирования умений и навыков, которые необходимы для достижения конечной цели обучения, задаются вершинами И/ИЛИ. Терминальные вершины графа задают знание, умение и навыки.

Модель обучаемого содержит информацию, необходимую для адаптации как к группе пользователей, так и к каждому пользователю в пределах группы и позволяет сократить или расширить содержание отдельных тем дисциплины.

2. Дизайнерская задача. Превращение методической идеи в интерфейс, удовлетворяющий принятым на данный момент стандартам.

Проблемно-ориентированный пользовательский интерфейс АОС определяется набором специализированных меню, панелей инструментов, окон диалога. Можно как модифицировать стандартные интерфейсные средства, так и конструировать абсолютно новые, необходимые только данной группе пользователей. Основное базовое средство, с помощью которого достигается такой эффект, - создание макросов и сопоставление их интерфейсным объектам (командам меню, кнопкам панелей, элементам диалога). Конструирование АОС и их интерфейсов можно рассматривать как создание образовательных сред, содержащих в себе не только информацию, подходящим образом структурированную и представленную, но и предлагающих пользователям только такие виды работ с ней, какие необходимы для рассматриваемого образовательного курса (2).

51

3.Технологическая задача подразумевает создание условий для возникновения педагогического эффекта, заключенного в методической идее и реализованного в компьютерной программе.

Вначале необходимо разработать функциональную структуру АОС , которая определяет необходимость реализации основных функциональных целей учебного процесса на различных этапах обучения. Функциональная структура устанавливается на основе иерархии целей, при этом для каждой цели указываются функции, необходимые для ее достижения.

Например: • Подцели: развитие теоретического и наглядно-образного мышления;

формирование у учащихся графических представлений об изучаемых понятиях.

• Функции для достижения подцели: хранение и представление материала с помощью системы гиперссылок; обеспечение наглядности за счет демонстрации динамики изучаемых процессов; что стимулирует запоминание учебного материала, повышает привлекательность процесса обучения и, следовательно, активность обучаемых; организация экспериментально-исследовательской деятельности.

• Подцели: вооружение студентов способами решения практических задач; формирование практических навыков.

• Функции для достижения подцели: организация отработки практических навыков. Для выполнения поставленной задачи необходимо отобрать такие

программные системы, которые наилучшим образом совмещали бы в себе простоту и удобство с достаточно широкими функциональными возможностями. Наибольший интерес представляют программные системы использующие технологию мультимедиа. То есть программное обеспечение должно содержать такие разнородные компоненты мультимедиа как текст, графику, звук, видео, объединенных в едином программном комплексе.

Подходящий, технологический способ разработки обучающих программ предполагает использование инструментальных систем. Достоинство этого способа в том, что разработчик, используя инструментальные средства имеет возможность быстро и удобно наполнять содержание АОС, работая с объектами, такими как текст, рисунок, сценарий, видео фрагмент, аудио сообщение.

Однако и инструментальные средства различны по своему содержанию, возможностям и необходимо из всего многообразия таких систем выбрать наиболее удобные и перспективные.

52

Таким образом, явно вырисовывается технологическая цепочка подготовки и организации учебного процесса по заданной методике.

Эту цепочку можно рассматривать как путь превращения методики

преподавания в технологию.


1. Башкатова Ю.В. «Применение новых информационных технологий при изучении теории функции комплексного переменного» // Диссертация на соискание уч. степени канд. пед. наук., М., 2000.

2. Бежанова М.М., Квашнин Г.А., Москвина Л.А. «Технология разработки компьютеризированных обучающих курсов». //Новосибирский государственный университет, www. nsk. ru

3. Костюкова Н.И., Попков В.К. «Об одном подходе построения автоматизированных обучающих систем», // Вычислительный центр СО РАН, www. nsk. ru

Описание среды, определяющий данный метод

Создание интерфейса

Наполнение оболочки

Работа преподавателя и студента с АОС

53

Е.А.Еремин, А.В.Князев, Е.К.Хеннер Пермский государственный педагогический университет

ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ-ИМИТАТОРОВ И ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Введение Важнейшим условием успешного изучения информатики и освоения

информационных технологий является создание адекватного целям подготовки учебно-программно-методического обеспечения. Такое обеспечение в значительной степени зависит от того, какой категории учащихся оно адресовано.

Тех, кто изучает информатику, можно, в первом приближении, разбить на три функционально различные категории. Представители первой, самой многочисленной, довольствуются несколькими широко распространенными информационными технологиями: обработки текстов, графической информации, работы в сетях и т.д., причем им не обязательно знать, как все это происходит. Вторая категория состоит из тех, кто интересуется не только реализацией информационных технологий, но и ответами на вопросы «как это делается и почему именно так». Эта категория также весьма многочисленна; в частности, к ней относятся школьники, изучающие регулярный курс информатики, студенты — будущие учителя информатики и т.д. Наконец, третья категория — будущие специалисты в одной из сфер информатики — разработчики программного обеспечения, администраторы информационных систем и т.д.; им нужны глубокие профессиональные знания по специальности.

Представляется очевидным, что в подготовке каждой из этих категорий учащихся есть свои особенности. Поскольку темой данной статьи является лишь одна составляющая учебно-программно-методического обеспечения, а именно программная поддержка, то остановимся на обсуждении некоторых ее особенностей.

Ясно, что будущего пользователя Word’а следует обучать работе именно с этой программой. Точно также маловероятно, что будущего разработчика трансляторов целесообразно учить в среде, отличной от той, в которой разрабатываются трансляторы. Однако для второй категории учащихся ситуация в этом отношении представляется более проблематичной.

В самом деле, характер указанной подготовки не требует профессионального овладения тем или иным программным продуктом. На первый план выходят общеобразовательные цели подготовки, среди которых важнейшая — понимание принципов, основ многочисленных информационных технологий, а не быстро меняющихся деталей их реализации. Это делает в ряде случаев более целесообразным использование в учебном процессе не профессиональных программных средств, а их учебных аналогов —имитаторов, воспроизводящих основные функции соответствующих систем в объеме, достаточном для понимания основ их функционирования. Требования к таким имитаторам — современный интерфейс, высокая учебная технологичность, относительно невысокие запросы к компьютерной технике и т.д. Использование программ этого класса педагогически и экономически полностью оправдано и соответствует традициям использования в учебном процессе школ и вузов специального учебного оборудования.

54

Отметим, что освоение учебных имитаторов, как правило, значительно проще, чем соответствующих им профессиональных программ, поскольку имитатор содержит только самые необходимые возможности и свободен от избыточных технических деталей и интерфейсных элементов.

Часто утверждается, что освоение в процессе обучения конкретных распространенных на данный момент программных продуктов пригодится в последующей практической деятельности. Действительно, если лица, обучаемые по краткосрочным программам, немедленно по завершении обучения приступят к работе и будут использовать конкретную информационную технологию (например, так бывает при подготовке бухгалтеров, секретарей-машинисток и т.д.), то обучать надо на соответствующих программах. Но если, как это бывает гораздо чаще, между обучением и практическим применением программных продуктов пройдут годы, то быстрая смена доминирующего программного обеспечения и его интерфейса делает указанный довод уязвимым. Действительно, много ли утилитарной пользы для профессиональной деятельности получил студент-филолог, освоивший пять лет назад на первом курсе вуза текстовый редактор «Лексикон», столь популярный в те годы?

В школьной информатике различные имитаторы давно используются. Уже в первом отечественном учебнике информатики изучение реального языка программирования было заменено изучением специального учебного языка. Тут же появились программные средства его поддержки, которые, вместе с языком, составили имитатор системы программирования. В каждом из последующих учебных пособий были свои, так называемые, «исполнители алгоритмов» - «Чертежник», «Робот» и т.д. – несомненные имитаторы. Для большинства из них созданы программные средства реализации. Собственно, их общий прародитель – черепаха ЛОГО – тоже может рассматриваться как имитатор.

Имитаторы активно используются и на других уровнях образования – профессионального и дополнительного. Многочисленные тренажеры, используемые при подготовке по ряду технических и военных специальностей, снабжены программным обеспечением, которое относится к имитаторам.

Авторы данной работы полагают, что возможности использования программ-имитаторов в учебном процессе далеко не исчерпаны, и связывают дальнейший прогресс в изучение информатики с созданием широкого набора таких программ.

В данной статье описаны некоторые общие принципы построения программ-имитаторов и предложенный авторами способ исследования их педагогической эффектном они базируются на нескольких имитаторах, разработанных в Пермском государственном педагогическом университете (ПГПУ); в этом плане статья отнюдь не претендует на роль обзора (который сам по себе был бы очень полезен).

Общие принципы построения программ-имитаторов

Соответствие имитируемому объекту. Это – одно из важнейших свойств

имитатора, вытекающее из существа процесса моделирования (одной из разновидностей которого и является программная имитация). Как известно, процесс моделирования заключается в воспроизведении наиболее существенных черт имитируемого объекта. Наиболее важно при этом не сколько внешнее сходство, сколько совпадение наиболее важных функций. Отсюда следует, что реализацию имитатора следует начинать именно с анализа исходного объекта и ранжиролвания его функций. Проследнее чрезвычайно существенно, т.к. именно после

55

ранжирования функций имитируемой системы и определяется набор функций имитатора. Например, для имитатора поисковой машины в Интернет наличие возможности составного запроса является существенной чертой, а индивидуальная настройка внешнего вида страницы поиска (типа используемой в «My Yahoo») – второстепенной.

Простота и устранение избыточности. Поскольку основное назначение учебного имитатора заключается в усвоении наиболее существенных черт объекта, все второстепенные его черты должны быть из имитатора убраны. Данная мера позволяет существенно упростить интерфейс и работу с имитатором. Например, сопоставление меню «Формат» в текстовых редакторах Word и WordPad немедленно обнаруживает, что изменить формат абзаца в последнем значительно проще. При разумном использовании обсуждаемого принципа освоение имитатора происходит значительно быстрее, и у преподавателя появляется время на изучение сути выполняемых операций, а не техники их выполнения.

Наглядность. С предыдущим принципом тесно связана большая наглядность имитатора по сравнению с исходной системой. Обсуждаемое свойство достаточно очевидно, поэтому здесь отметим только наличие дополнительных пояснений и комментариев у хорошего имитатора. Так, например, имитатор операционной системы, помимо традиционного сообщения об ошибке на английском языке, должен выдавать более доступные разъяснения на родном языке, а имитатор поисковой системы не просто выдавать результаты поиска, но и объяснять их.

Возможность реализации педагогических ограничений. Известно, что работа со сложными программными продуктами в большом компьютерном классе часто ускользает из-под контроля преподавателя. Особенно трудно педагогически целесообразно организовать занятия, если класс оснащен Интернет-доступом. Имитатор позволяет ограничить число второстепенных режимов работы обучаемых и тем самым повысить эффективность педагогического процесса.

Некоторые преимущества, связанные с использованием программ-имитаторов

Безопасность работы. При работе с имитаторами существенно уменьшается риск изменения настроек программного обеспечения или стирания нужных файлов. Особенно отчетливо это видно на примере работы с имитаторами системных программ.

Более низкие требования к технике. Известно, что современные профессиональные программные системы предъявляют высокие требования к параметрам компьютера. Они требуют много места на диске, высокого быстродействия компьютера и т.д. Имитатор же, будучи сильно упрощенной программой, значительно менее привередлив в этом отношении.

Экономичность. Довольно распространенной ситуацией в системе образования является следующая — учащимся надо показать и коротко рассказать, как работает та или иная современная программная система. Знакомство занимает один-два урока, но программная поддержка все равно требуется. Особенно проблематична ситуация, когда изучаемая система сложна и дорога, как, например, геоинформационная или экспертная система. Применение имитаторов позволяет легко решить эту проблему.

Следует заметить, что по мере интегрирования нашей страны в мировую систему последний фактор проявляется все больше, т.к. на смену использованию

56

нелицензионных продуктов должно прийти легальное приобретение программного обеспечения.

Спектр возможных программ-имитаторов в школьной информатике

Опираясь на наиболее близкий по времени из документов, регламентирующих государственные требования к школьному образованию по информатике [1], выделим перечень разделов, при изучении которых программы-имитаторы могут принести пользу.

Информационные основы процессов управления (имитатор систем управления). Кодирование информации (имитатор программ-кодировщиков). Двоичная арифметика (имитатор двоичного калькулятора). Основные логические устройства компьютера (имитатор регистра, сумматора и т.п.). Компьютер (учебный процессор — имитатор ассемблера). Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь (учебный компьютер). Операционная система (имитатор ОС). Инсталляция программ (имитатор ОС). Моделирование и формализация. Информационное моделирование. Основные типы информационных моделей (табличные, иерархические, сетевые). Исследование на компьютере информационных моделей из различных предметных областей (имитаторы информационных моделей). Алгоритмизация и программирование (имитаторы языков программирования). Исполнители алгоритмов, система команд исполнителя. Формальное исполнение алгоритмов (имитаторы исполнителей). Объектно-ориентированное программирование (модельная объектно-ориентированная система). Технология хранения, поиска и сортировки информации (имитатор системы поиска и сортировки). Базы данных. Системы управления базами данных (имитатор СУБД). Локальные и глобальные компьютерные информационные сети. Электронная почта, телеконференции, файловые архивы. Сеть Интернет. Поиск информации в WWW (имитаторы сетей различной конфигурации и различных стратегий информационных обменов в сети, имитаторы электронной почты, телеконференции, файлового архива, поисковой машины в WWW).

Если не быть излишне высокомерным, то следует признать, что и за пределами школьного образования программы-имитаторы могут быть полезными и экономически оправданными. Например, при изучении (на уровне ознакомления) классических информационных систем (АСУ, АСУТП, САПР, ГИС, АСНИ и т.п.) имитаторы более полезны, чем реальные программы. Такая ситуация складывается, в частности, при подготовке учителей по ряду специальностей. Более того, знакомство, например, с ГИС должно стать элементом подготовки для многих категорий специалистов, включая гуманитариев, и именно простые имитаторы позволят это эффективно сделать.

57

Примеры реализации имитаторов информационных систем

В данном разделе приводятся примеры имитаторов, разработанных и реализованных в ПГПУ. Некоторые из них используются несколько лет, а некоторые созданы совсем недавно, но все они существенно облегчают процесс обучения и повышают его эффективность.

1. Имитатор операционной системы Обоснование необходимости имитатора. Одной из первых задач, с

которыми сталкиваются преподаватели при ознакомлении учащихся с компьютером, является формирование начальных навыков работы с операционной системой (ОС). Каждый, кто хоть раз попробовал это делать, сможет рассказать не одну «ужасную» историю о том, чем закончилось такое знакомство. В самом деле, хотя удалить можно практически любой файл, но начинающий обязательно проделывает это именно с системным файлом (после чего компьютер может больше не загрузиться), а среди многочисленных доступных для переименования объектов ученик почти наверняка выберет не рекомендованный учителем, а такой, изменение имени которого нарушит нормальную настройку компьютера. Поэтому первые занятия превращаются в своего рода «движение по минному полю», полностью успешный исход которого является чудом. На помощь в такой ситуации приходит имитатор.

Преимущества имитатора. Прежде всего, это полная безопасность работы, ибо при работе с имитатором ученик манипулирует не настоящими объектами компьютера, а их имитацией. Кроме того, немаловажно, что хорошо спроектированный имитатор оказывает ученику дополнительную помощь на родном языке (см., например, рисунок ниже).

Имеется также и несколько более специфических преимуществ. Например, внутри имитатора ОС всегда наготове специально подобранная для урока ситуация, в которой предусмотрены и необходимые каталоги, и файлы с общими частями имен и т.д. Таким образом, отпадает необходимость в специальной подготовке компьютера к уроку.

Примеры практической реализации имитаторов ОС. Начнем с довольно старого, но успешно зарекомендовавшего себя имитатора, предназначенного, прежде всего, для использования на школьных КУВТ «Корвет» и УКНЦ, разработанного в 1995 г. Е.А.Ереминым. Известно, что, в силу не очень высокого качества указанной техники, работа с ОС там неустойчива сама по себе, в силу чего ошибки обучаемых могут иметь катастрофические последствия. Программа-имитатор написана на Паскале, и поэтому может, при необходимости, работать и на IBM PC.

Программа «Имитатор CP/M» предназначена для обучения основным приемам работы в этой операционной системе. Наибольшее внимание в имитаторе уделено общим свойствам ОС, так что знакомство с ним может служить своеобразным введением в операционные системы с командной строкой.

При работе с имитатором полностью исключена возможность стереть полезную информацию с дисков. Кроме того, в отличие от скудных иноязычных реакций ОС, имитатор в выделенной части экрана постоянно комментирует действия обучаемого на русском языке, довольно точно указывая при этом ошибочную часть команды. В то же время, по желанию ученика комментарии могут быть отключены, и тогда экран выглядит практически так же, как и при работе с настоящей ОС.

58

Имитатор CP/M для КУВТ — это обычный исполнимый файл, запускаемый на

компьютере ученика и имитирующий работу с воображаемыми дисководами и файлами. Программа поддерживает 4 диска (2 виртуальных флоппи-диска, винчестер и небольшой RAM-диск) с некоторым минимальным набором служебных утилит, текстовых файлов и программ для упражнений. Она выполняет наиболее важные внутренние команды DIR, TYPE, ERA, REN и USER, а также внешние PIP, STAT и SUBMIT. Всех этих возможностей вполне хватает для первоначального знакомства.

Пользователям IBM PC известна программа «Фантом», аналогичным образом имитирующая работу Norton Commander.

По мнению авторов, наличие подобного рода имитатора системы Windows было бы также полезно для обучения начинающих. Во всяком случае, созданный пакет для знакомства с отдельно взятыми элементами Windows (окна, кнопки, списки) хорошо зарекомендовал себя в учебном процессе [2]. 2. Имитатор электронной почты

Обоснование необходимости имитатора. Электронная почта получает все большее развитие, и ни у кого не вызывает сомнения, что теперешним школьникам придется иметь с ними дело в своей повседневной жизни. К большому сожалению, пока не везде в сфере образования есть современные компьютеры, не говоря уже о возможности выхода с них через модем в глобальные сети. Да и действительно ли она так необходима при первоначальном знакомстве с принципами работы сетей? С практической точки

59

зрения, применение глобальных сетей оправдано лишь тогда, когда учащиеся устанавливают связь с корреспондентами из другой школы, что не всегда удается организовать. А пересылать «детские» сообщения по загруженным телефонным линиям через реальный сервер между соседними компьютерами вряд ли целесообразно.

Ни в коем случае не отвергая полезности обмена электронными письмами со школьниками Бразилии и Великобритании или участия в проекте типа «Кислотные дожди» (США), тем не менее, при отсутствии соответствующих возможностей вполне можно ограничиться менее масштабными способами изучения темы: дать ученикам знание основ работы с телекоммуникационными программами и показать, как это выглядит, на имеющейся технике с помощью программы-имитатора. При грамотно построенном преподавании это существенно поможет школьникам в будущем освоить работу с реальными компьютерными сетями.

Преимущества имитатора. Как следует из предыдущих рассуждений, использование имитатора электронной почты возможно в любом классе, оснащенном локальной сетью. Кроме того, не следует забывать, что работа в реальных компьютерных сетях требует оплаты, что при современной ситуации не всегда возможно.

Примеры практической реализации имитаторов электронной почты. Один из первых имитаторов такого рода, базирующихся на IBM-совместимых компьютерах, описан в журнале «Информатика и образование» [3].

К сожалению, не все классы на базе таких компьютеров имеют локальную сеть. В то же время, любой отечественный школьный КУВТ ее имеет, что позволяет знакомить учеников с основами сетевых информационных технологий при наличии соответствующего программного обеспечения. Такой имитатор электронной почты для КУВТ УКНЦ и был разработан в ПГПУ [4]. Имитатор позволяет посылать и принимать электронные письма, а также участвовать в конференциях. Он поддерживает систему правдоподобных адресов; полученные учениками письма можно сохранять в архиве. Таким образом, при работе с имитатором учащиеся могут на практике познакомиться с основными принципами организации реальной электронной почты. 3. Имитатор поисковой системы Internet

Обоснование необходимости имитатора. Умение искать материалы в Internet становится в наши дни необходимым для самых разнообразных профессий. Несмотря на максимально простой интерфейс поисковых машин (search engine), выделить нужную информацию из множества существующих материалов довольно трудно. Искусству поиска в Internet необходимых материалов требуется учиться, но организовать на практике это обучение бывает затруднительно, особенно в наших условиях. Дело в том, что, даже если выбрать для обучения наиболее быстро работающую отечественную поисковую машину, то и в этом случае обработка одного запроса и передача его результатов требует значительного времени (большое количество возвращаемых ссылок, множество оформительской и рекламной графической информации и, наконец, низкая скорость наших сетей). В качестве подтверждения приведем данные о скорости поиска, полученные в ПГПУ. В таблице — зависимость длительности поиска (в секундах) от времени суток.

60

Поисковая машина 8:00 9:30 11:00 12:30 14:00 15:30 17:00 Yandex 14 18 46 37 84 42 81

Altavista (текст) 9 27 56 84 150 99 181 Altavista (графич.) 20 75 171 319 353 319 354

Среднее значение 14 40 91 147 196 153 206 Измерения производились по понедельникам, средам и пятницам в период с 15.05.00 по 28.06.00.

Таким образом, если целью работы являются не сами материалы, а отработка навыков их поиска, то значительное время на занятии тратится впустую; вдобавок, для большинства учебных заведений Интернет отнюдь не бесплатен.

Кроме того, есть и еще одно неудобство — возвращаемые поисковой системой ссылки труднообозримы и практически не комментируются, т.е. понять, почему сервер выбрал именно эту ссылку, часто практически невозможно.

Все описанные выше проблемы легко решить, если иметь специальную учебную программу «Имитатор поисковой машины», которая использует при поиске имеющиеся на диске вашего компьютера заранее подготовленные материалы.

Преимущества использования имитатора состоят в следующем: • наличие объяснения результатов поиска; • возможность работы в классе, не имеющем выхода в Internet; • быстрота обработки запросов (отсутствие потерь времени на ожидание

ответа по сети); • возможность формировать базу поиска в соответствии с педагогическими

целями и интересной для аудитории тематикой, отсутствие возможности поиска «вредных» материалов;

• полная предсказуемость результатов поиска и возможность повторной проверки со стороны преподавателя (известно, что реальные поисковые машины при повторении одного и того же запроса могут выдавать разные списки ссылок, что зависит от такого второстепенного фактора как степень загруженности поисковой машины).

Примеры практической реализации имитатора. Имитатор поисковой системы, построенный на описанных выше принципах, реализован в ПГПУ. Наиболее существенными его чертами являются: • поддержка общепринятого синтаксиса запросов и возможность получения

достаточно сложных их вариантов; • достаточно большое количество материалов для поиска (в том числе и

«посторонних»), что делает неэффективным простейший запрос из одного ключевого слова;

• возможность сравнения эффективности различных запросов за счет удобного и быстрого поиска;

• возможность объяснения результатов поиска и отображение статистики поиска; иными словами, имитатор умеет объяснить, почему документ был выбран в ответ на данный запрос; с педагогической точки зрения это довольно важно, поскольку результат выбора далеко не всегда очевиден, а реальные поисковые машины практически не заботятся об этой стороне дела.

61

4. Учебный компьютер Обоснование необходимости имитатора. Архитектура современного

компьютера достаточно сложна, и поэтому ее изучение — дело нелегкое. Однако в рамках общеобразовательного курса детали как раз и не нужны, а достаточно понять принципы. Таким образом, вновь налицо условия для разработки имитационного подхода.

Имитаторы ЭВМ (часто используется термин «Учебные ЭВМ») известны давно; они, в частности, описаны в учебниках информатики [5-8]. К этой же категории следует отнести упрощенную модель процессора PDP-11 [9-12].

Преимущества имитатора. Имитатор позволяет изучать основы устройства вычислительной техники без излишних деталей; учебная ЭВМ значительно проще для понимания, чем переполненный техническими тонкостями реальный компьютер. В то же время, она сохраняет все наиболее важные черты современного компьютера.

Пример практической реализации имитатора (учебного компьютера). Основным недостатком первых учебных моделей является то, что они слишком «искусственные» и плохо согласуются с принципами архитектуры современных ЭВМ (байтовой организацией памяти, принципом косвенной адресации, обменом с внешними устройствами через порты ввода/вывода). Поэтому в ПГПУ была предложена и реализована новая модель учебной ЭВМ «Е97». Имитатор «Е97» подробно описан в литературе [13, 14], ему посвящен специализированный Интернет-сайт http://e97.nm.ru, поэтому здесь ограничимся лишь два замечаниями. Во-первых, учебная модель «Е97» достаточно глубоко проработана и имеет несколько возможных уровней изучения — от первоначального знакомства до поддержки профильного курса по основам устройства ЭВМ и введения в программирование на ассемблере. Во-вторых, на базе модели можно показать не только устройство ЭВМ, но и принципы работы современного программного обеспечения, например, компилятора с языка высокого уровня [15].

5. Имитатор геоинформационной системы

Обоснование необходимости имитатора. Учитывая стоимость современных геоинформационных систем, высокие требования к аппаратным средствам, их сложность, а также уровень подготовки той категории учащихся, которой адресованы имитаторы, решение проблемы видится в использовании программ, осуществляющих наиболее полную имитацию базовых функций профессиональных ГИС.

Преимущества имитатора ГИС должны состоять в • низкой стоимости программы; • отсутствии лишней (для понимания принципиальных возможностей)

информации; • повышенной наглядности. Пример практической реализации имитатора ГИС. Разработанная в ПГПУ

программа GEO-PERM 2000 относится к классу полных систем, которые позволяют осуществлять комплексную обработку информации — от сбора данных до ее хранения, обновления и представления. Имитатор позволяет выполнять пять основных процедур, решаемых ГИС, таких как ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию. Наряду с базовыми функциями, программа имеет возможности, позволяющие использовать в процессе создания ГИС периферийные

62

устройства и осуществлять обмен данными с рядом широко распространенных САПР, играющих, в данном случае, роль вспомогательных элементов системы.

Преимущество данной программы заключается в • простоте и удобстве использования, • адаптивности интерфейса, • возможности применения сканера для оцифровки карты, • возможности обмена данными с графическими редакторами, • простоте манипуляций картографическими объектами • их связанностью с базой данных.

Исследование эффективности применения программ-имитаторов в учебном

процессе

Общие принципы исследования эффективности тех или иных инноваций в учебном процессе хорошо известны. Они опираются на проведение обучения в экспериментальных и контрольных группах и статистическую обработку сопоставимых результатов.

Однако, имея дело с новыми компьютерными дидактическими средствами, естественно попытаться использовать для исследования их эффективности

63

возможности информационных технологий. Подобный метод разработан авторами данной статьи и состоит в следующем.

Программа, подлежащая изучению на предмет педагогической эффективности, снабжается специальной оболочкой, назначение которой — отслеживание, по заданной исследователем программе, «индивидуальных траекторий» освоения изучаемой программы. Оболочка фиксирует наборы действий каждого обучаемого по освоению основных функций программы и сопоставляет их с эталонными, наиболее целесообразными (либо такое сопоставление, если его формализация еще не реализована программно, производит исследователь по данным, зафиксированным оболочкой).

Поясним вкратце процедуру определения эффективности использования программы в обучении на примере описанного выше имитатора ГИС. В программе предусмотрена возможность тестирования пользователей. При тестировании создается отдельный текстовый файл, куда заносится подробная информация о манипуляциях пользователя в данной программе. Ниже приведен пример листинга такого файла: [Главное меню] Загрузить карту 16:20:20 [Создать] Населенный пункт 16:20:25 [Создать] Населенный пункт 16:20:28 [Создать] Объект инфраструктуры 16:20:31 [Создать] Водный объект 16:20:34 [Главная панель] Смена шрифта 16:20:40 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:20:41 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:20:42 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:20:42 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:20:42 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:20:42 [Просмотр] Населенный пункт 16:20:46 [Просмотр] Населенный пункт 16:20:46 [Просмотр] Объект инфраструктуры 16:20:49 [Просмотр] Объект инфраструктуры 16:20:50 [Просмотр] Водный объект 16:20:51 [Просмотр] Водный объект 16:20:52 Поиск 16:21:00 [Базы данных] Населенный пункт 16:21:02 [Главная панель] Обновить 16:21:10 [Главная панель] Смена размера шрифта 16:21:10 [Главная панель] Обновить 16:21:10 [Главное меню] Выход 16:21:12

Имя файла создается автоматически и состоит из даты прохождения теста и фамилии тестируемого. Например: 11.08.00 Иванов.

Используемый подход позволяет отслеживать навигацию пользователя по программе, а также учет времени затраченного на выполнение задания, что в дальнейшем дает возможность анализировать особенности представления материала и усвоение его учащимися.

Опираясь на эту методику, можно не только изучить эффективность освоения учащимися нового программного средства, но и усовершенствовать его. Для этого программы-имитаторы информационных систем, описанные выше,

64

создаются с использованием принципов адаптивного (динамического) интерфейса [16], один из которых состоит в закладывание в программу возможностей путем элементарных действий, доступных самому пользователю, модифицировать элементы пользовательского интерфейса. Таким образом, данные исследования позволяют непосредственно определять (пусть и в эмпирическом режиме) наиболее эффективный пользовательский интерфейс. Более того, возможно разнесение обучаемых на категории с различным отношениям к понятию «эффективный интерфейс». Одна из таких категорий — люди с ограниченными возможностями (инвалиды), для которых, в свою очередь, необходимо выполнить разнесение по категориям, а иногда — и индивидуальную настройку интерфейса. Подобные исследования проводятся в ПГПУ, начиная с 1997 г., в рамках одного из проектов TACIS.

В частности, адаптивный интерфейс реализован в описанной выше программе GEO-PERM 2000. Адаптация интерфейса пользователя может проходить как в ручном, так и в автоматическом режиме.

В первом варианте адаптивная функция реализована в режиме ручного регулирования интерфейса путем непосредственного манипулирования органами управления программы. Это дает пользователю возможность конструировать пользовательский интерфейс в соответствии со своими требованиями или предпочтениями.

Во втором варианте адаптивная функция основана на учете психофизиологических особенностей пользователей и автоматическом формировании на основе полученных данных интерфейса программы.

Исследования по определению эффективности использования адаптивного интерфейса основанного на психофизиологических особенностях пользователей, проведенные в ПГПУ, показали, что в среднем эффективность (определяемая по уменьшению времени на выполнение учебной задачи), увеличивается на 30% по сравнению с традиционным интерфейсом.


1. Обязательный минимум содержания среднего (полного) общего образования. Приказ Минобразования России от 30.06.99 № 56. — М., Минобразование РФ, 1999.

2. Еремин Е.А. Изучение Windows: методика и программное обеспечение. Информатика и образование, 1999, N 4.

3. Моисеева Н.В. Программно-методический комплекс «Компьютер в системах передачи информации». Информатика и образование, 1994, N 1.

4. Еремин Е.А. Компьютерные сети в классе УКНЦ. Информатика и образование, 1996, N 1.

5. Сенокосов А.И., Гейн А.Г. Информатика: Учеб. для 8-9 кл. шк. углуб. изуч. информатики. М.: Просвещение, 1995.

6. Основы информатики и вычислительной техники в базовой школе: Пособие для учителя/ Под ред. Семакина И.Г. — Пермь, 1995.

7. Еремин Е.А. Как работает современный компьютер. — Пермь: ПРИПИТ, 1997. 8. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. — М.: Академия, 1999. 9. Еремин Е.А. Компилятор? Это довольно просто! — Пермь: ПРИПИТ. 1998. 10. Князев А.В., Хеннер Е.К. Принципы динамического интерфейса и их реализация

в программных продуктах для пользователей со специальными нуждами. Информатика и образование, 2000, № 6.

65

В.Д.Жаворонков, И.Е.Подчиненов, В.Н.Сыромятников Уральский государственный педагогический университет

ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА В СИСТЕМЕ ВЫСШЕГО УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ

1. Что понимать под «электронной библиотекой вуза.

Среди работников вузовских библиотек, администраторов вузов, пользователей библиотек существует абсолютно разное понимание о том, какой должна быть электронная библиотека вуза. В итоге в ряде вузов электронная библиотека сводится к созданию электронного каталога уже существующего библиотечного фонда. Что может дать электронный каталог вузу? Если рассматривать библиотеку как склад литературы, то создание электронного каталога можно рассматривать как элемент автоматизации склада. Такая автоматизация не содержит никаких новых возможностей для учебного процесса.

Финансовые затраты на реализацию такого сценария и реальная отдача несопоставимы и бессмысленны. Под созданием электронной библиотеки обычно понимают еще перевод существующего библиотечного фонда в электронный вид. Здесь есть определенный элемент полезности, поскольку появляется возможность получить электронную копию любого учебника. Однако стоит вспомнить историю микрофильмирования. Эта идея так и не прижилась, и главная причина состояла в том, что микрофильмами, как и электронными копиями, неудобно пользоваться. Другая проблема при создании электронных копий литературы состоит в том, что собственными силами сделать такую работу практически невозможно. Создание электронной копии одного разворота книги в среднем занимает примерно 1 минуту и больше, если в книгах есть формулы, иллюстрации, таблицы. Скорей всего электронные копии учебников будут создаваться централизовано и будут продаваться на рынке так же как обычная литература. Так что создание фонда электронных копий учебников в вузовских библиотеках это длительный процесс. Чтобы реально определить функции и задачи электронной библиотеки, которые уже сегодня могут качественно изменить учебный процесс в вузах, попробуем проанализировать запросы преподавателей вузов, студентов, администрации в области информационного обеспечения учебного процесса в современных условиях. Важнейшим фактором, качественно влияющим на учебный процесс сегодня, является уже сформировавшаяся глобальная информационная структура Интернет, наполненная разного рода информацией. Перечислим те особенности этой системы, которые непосредственно связаны с учебным процессом. Высокая динамика обмена информации. Если раньше, еще в 90-х годах для опубликования статьи или монографии требовалось порядка года, то сегодня статья становится доступной читателям в тот момент, когда автор ставит под ней свою подпись. Среди дисциплин, изучаемых в вузе можно выделить «консервативные», т.е. те, которые слабо зависят от быстро меняющихся текущих внешних условий и «мобильные». К первым можно отнести физику, математику, к последним – все те специальности, которые связаны с экономикой, финансами, информатикой и др. Особенность преподавания «мобильных» дисциплин состоит, в

66

частности, в том, что к моменту окончания учебного процесса значительная часть материала просто устаревает. Так, например, периодичность обновления компьютерного парка и базового программного обеспечения сегодня составляет от полугода до года, несколько раз в год изменяется законодательство, что влечет за собой обновление принципов учета, аудита, финансовой политики и т.д. Данное обстоятельство вынуждает изменять технологию учебного процесса так, чтобы лекционный и методологический материалы успевали отражать происходящие изменения. Высокая динамика обмена информации вынуждает также «уплотнять» учебный процесс, т.е. искать новые формы преподавания, при помощи которых можно увеличивать объем даваемой информации в рамках той же сетки часов. Таким образом, первые две задачи, которые должна решать «электронная система» вуза и «электронная библиотека», как ее составляющая, сводятся к обеспечению мобильности доставки учебного материала до студентов и увеличению «плотности» и объема этого материала. Экономические факторы. Стоимость учебников, периодики, монографий сегодня достаточно высока, что создает большие проблемы по формированию библиотечного фонда. С другой стороны в ряде областей учебники очень быстро устаревают. В этих условиях электронные формы книг и периодики приобретают большое значение в структуре обеспечения учебных заведений литературой. Экономический фактор определяет еще одну задачу, относящуюся к ведению «электронной библиотеки» - поиск и отбор в Интернете свободно распространяемой периодики и литературы, организация работы с преподавательским составом вуза в плане включения преподавателей и студентов в создание электронного фонда вуза. Структура спроса на знания. Еще одним новым фактором, имеющим непосредственное отношение к обсуждаемой проблеме можно отнести структурный состав учащихся. В настоящее время появились различные формы обучения: дневное, очно-заочное, заочное, экстернат, второе образование, дополнительное образование и т.д. Студенты этих форм обучения имеют очень сильно различающийся уровень подготовки даже в одной группе. Это же наблюдается среди студентов очной формы обучения, поскольку уровень образования в различных школах отличается на порядок. Если ориентироваться на средний уровень, то качество обучения сильно снижается, в силу того, что слабые ученики (до 30%) просто не успевают, а сильные (еще 30%) не получают того, за чем пришли. В силу ограниченного количества учебных часов единственный выход из такой ситуации – индивидуальный подход. Реализовать такой подход путем деления групп на подгруппы в массовом порядке не удается. Достаточно хорошо зарекомендовал себя на практике преподавания информатики способ работы по индивидуальным методическим материалам различного уровня сложности, когда учащиеся сами оценивают свои возможности. Еще один фактор, существенно влияющий на структуру спроса на знания, состоит в том, что в современных условиях возросла потребность изучения прикладных вопросов. Например, если раньше можно было на всех специальностях (биологам, экономистам, финансистам, филологам и т.д.) читать один и тот же курс, скажем, статистики, то сегодня необходимо адаптировать преподавание статистики, информатики и других дисциплин к каждой специальности. Один из вариантов такой адаптации - разработка материала для практических занятий с учетом специфики базовой специальности студентов.

67

Третий аспект, влияющий на структуру знаний, связан с широким развитием электронных технологий. Отсюда вытекают два следствия. Первое состоит в том, что в преподавании «консервативных» предметов (физики, математики и др.) можно использовать компьютерное моделирование и электронные интерактивные учебники. Второе состоит в создании специализированных программ, решающих множество задач финансового и экономического анализа, инженерного проектирования, моделирования физических и химических процессов и др. В связи с этим возникает проблема обучения грамотному использованию такого рода инструментария. Перечисленные выше основные факторы (кроме этих можно привести целый ряд других) определяют функции и задачи, которые с успехом может решать информационная система, называемая нами «электронная библиотека». К ним относятся:

1. Обеспечение учебного процесса электронными копиями периодических изданий.

2. Обеспечение учебного процесса современными справочными системами. 3. Создание электронной базы электронных учебников, которые в последнее

время получают достаточно широкое распространение. (Электронные учебники содержат элементы интерактивности, анимации, насыщены графикой, видео, звуком, что придает им качественно новые функции.)

4. Создание электронной библиотеки базового программного обеспечения, используемого в вузе. (Сегодня каждый факультет добывает необходимое программное обеспечение без взаимосвязи с другими факультетами.)

5. Создание электронной базы лекционных материалов и материалов для практических занятий, что дает возможность оперативного обновления, и позволяет иметь варианты различного уровня сложности.

6. Создание электронной базы вариантов контрольных, тестов и т.д. 7. Наконец, создание электронной картотеки.

В таком понимании «электронная библиотека» способна решать задачи

современного учебного процесса с учетом перечисленных его особенностей, а также служить базой учебно-консультационной системы для выпускников вузов по каналам Интернет. Тем самым вуз получает возможность как бы «продлевать» процесс обучения, предоставляя в Интернете выпускникам учебный, справочный, консультационный материал. 2. Создание «электронной библиотеки» вуза. «Электронная библиотека» в рассматриваемом здесь аспекте представляет собой элемент информационной системы вуза. При создания информационных систем предприятий за последнее десятилетие накоплен огромный опыт «как не надо делать». Опираясь на этот опыт можно выделить три момента:

1. Информационная система должна быть единой для вуза. Это означает, что в административном плане необходима структурная единица (отдел, центр и т.д.) создающая, развивающая и обслуживающая информационную систему. Применительно к библиотеке. Если вопрос создания, развития и обслуживания «электронной библиотеки» в описанном выше смысле поручить собственно вузовской библиотеке, то кроме электронного каталога и «мертвых» компьютеров в читальном зале вуз не получит ничего. Библиотека не имеет

68

полномочий привлечь преподавателей и студентов к формированию ее содержимого, и не имеет возможностей для обслуживания компьютерной системы.

2. В вузе должна быть разработана и внедрена система стимулирования кафедр, преподавателей и студентов, использующих в учебном процессе возможности современных информационных технологий. Как показывает опыт, сегодня в подавляющем большинстве существующий преподавательский состав не хочет, не может и не будет участвовать во внедрении информационных технологий в учебный процесс. Ставка может быть сделана только на молодых преподавателей, и без реальной, а не формальной политики ректората этот вопрос не решить.

3. Стандартных и готовых решений в области информационного обеспечения вуза сегодня нет, и долго еще не будет. Это означает, что каждому вузу придется самостоятельно решать вопрос создания его информационной структуры. Это длительный процесс, и подходить к нему нужно, как стратегическому в плане выживания вуза. Особенностью создания информационных систем является их полная зависимость от разработчиков. С уходом разработчиков поддерживать систему в рабочем состоянии весьма затруднительно. Поэтому, если создание информационной системы вуза или любой ее части будет оформлено как временный проект, это будет заведомо отрицательный результат с потерей финансов и дискредитацией самой идеи.

Механизмы пополнения фонда «электронной библиотеки».

1. Поиск материалов в глобальной сети Интернет. Ряд преподавателей осуществляют такой поиск постоянно и вне связи с библиотекой. Необходимо стимулировать их усилия, если они предоставляют свои материалы в общий фонд. Такой поиск можно осуществлять также силами работников собственно библиотеки, проведя с ними соответствующее обучение.

2. Предоставление лекционно-методических материалов преподавателей в «электронную библиотеку». Ряду преподавателей это крайне не выгодно по ряду причин. Формы аргументации против могут быть разнообразны, но, по сути, все они сводятся к тому, что такая система будет означать для преподавателей необходимость дополнительных усилий по поддержанию своих лекционных материалов на современном уровне. Не секрет, что некоторые лекционные и методические материалы не меняются годами. Таким образом, без организованной политики в этом плане на уровне приоритетной в общевузовском масштабе не удастся в сегодняшних условиях массово подключить преподавательский состав к формированию электронной составляющей библиотечного фонда.

3. Вовлечение студентов в процесс формирования библиотечного фонда. Это может быть сделано путем задания определенных тем рефератов, самостоятельных работ, дипломных проектов. Учитывая большое количество студентов и разного рода контрольных мероприятий – это очень большой потенциал формирования библиотечного фонда.

4. Подписка на периодические издания, включающие в себя электронные приложения.

5. Закупка электронных материалов.

69

3. Основные элементы информационной структуры «электронной библиотеки».

Выше была сделана попытка определить основные задачи и функции «электронной библиотеки» вуза. Это накладывает определенные требования к технологии ее создания. Обсудим только некоторые технические детали.

1. Чтобы обеспечить гибкую компоновку заказываемых учебно-методических материалов необходимо предусмотреть разбивку всех материалов на компоненты. Если это курс лекций, он может быть разбит по темам, по главам и параграфам. Если это периодика, она может быть разбита по темам, по статьям и т.д. Материалы для практических занятий также разбиваются по отдельным заданиям.

2. Каждой составляющей электронной библиотеки присваивается уникальный код. Это позволит создать базу данных электронных документов и компоновать их по желанию заказчика.

3. Для автоматизации формирования базы данных и ее очистки от устаревших материалов для каждого документа должен быть создан текстовый информационный файл, в котором содержатся сведения об авторе, о названии, тема, раздел, ключевые слова и др. Эти файлы будут обрабатываться автоматически, специальной программой-роботом и тем самым, будет формироваться база данных.

4. Формат предоставления материалов. В идеале желательно все материалы готовить в формате HTML. Однако в действительности это не реально. Подавляющее большинство материалов готовятся в формате Microsoft Word, Microsoft Exсel, в текстовом формате. Для использования материалов «электронной библиотеки» в рамках локальной сети вуза можно не конвертировать эти материалы в HTML формат. Для удаленного доступа, материалы большого объема, не конвертированные в HTML формат можно представлять в виде архивов по FTP системе.

5. Система управления «электронной библиотекой» должна содержать модуль формирования запроса на выборку материала. По сути, этот модуль аналогичен системе электронного магазина. Сам запрос должен сохраняться в базе данных. Такая система позволит автоматизировать учет наличия студентов на занятии (для тех предметов, занятия по которым можно проводить в компьютерном классе), получение ими задания, уровень сложности этого задания и факт выполнения работы. Аналогично можно фиксировать контрольные, зачеты и экзамены.

6. Выше перечисленные требования означают необходимость специализированного библиотечного сервера, на котором должно быть установлено необходимое программное обеспечение. В качестве операционной системы предлагается Windows 2000 server. Для организации библиотечного WEB узла предлагается воспользоваться службой IIS. Необходимо также подключение к Интернету локальной сети вуза. Это минимальные программно-аппаратные требования. В расширенном варианте может потребоваться оборудование для обеспечения безопасности.

70

4. «Электронная библиотека» как элемент вузовской информационной структуры.

Таким образом, «электронная библиотека» составляет часть единой вузовской

информационной системы. Действительно, вместо учебно-методических материалов в базу можно помещать любые документы, порождаемые в вузе в процессе обучения. К ним могут относиться документы, отражающие процесс обучения конкретного студента. В этом случае мы имеем дело с «личным столом студента». Расписание контрольных, зачетов, экзаменов является электронным отображением контрольных мероприятий для каждого студента. Наличие в системе приказов, распоряжений отражает административный документооборот.

Поскольку все это должно функционировать в глобальной сети Интернет, при реализации такой системы создаются элементы «дистанционного образования», точнее элементы консультационно-методического узла вуза в сети Интернет.

Это удобно для заочников, для выпускников данного вуза. Заочники могут заранее получать необходимую информацию об учебных занятиях, получать литературу, задания для практических работ, консультации у своего преподавателя.

Для выпускников данного вуза это дает возможность в процессе трудовой деятельности обратиться к учебным материалам, если возникла необходимость, а также к преподавателям за консультацией.

5. Влияние информационных технологий на учебный процесс. Новые возможности.

В полном соответствии с законом перехода количества в качество сегодня можно

говорить о качественных изменениях в обучении информационным технологиям. На чем основываются такие изменения. 1. Оснащенность учебных заведений в крупных городах позволяет организовать

нормальный доступ студентов к компьютерной технике. 2. Как правило, в компьютерных классах стоят последние версии программного

обеспечения. 3. С каждым годом повышается средний уровень компьютерной грамотности

студентов, что позволяет постепенно изменять структуру курса информатики. 4. Меняется структура спроса на предприятиях на навыки и уменье работы с

информацией - от уменья создать документ и вести бухучет к уменью вести документооборот и управленческий учет.

5. В соответствии с изменением внешних требований к компьютерной грамотности меняется структура программного обеспечения. a. Программы общего назначения (Word, Exсel и др.) становятся комплексными,

развиваются в сторону обеспечения коллективной работы в сети. b. Появляется множество специализированных программ в области управления

финансами, экономического моделирования и др. c. Активно развивается качественно новый вид бизнеса - электронный.

Указанные особенности современного уровня развития информационных технологий оказывают существенное давление на систему преподавания. Сам процесс преподавания информационных технологий можно разбить на две части. Первая – преподавание некоего общего для всех уровня компьютерной грамотности. Эта часть до настоящего времени доминирует в большинстве вузов. Вторая –

71

преподавание специальных вопросов в соответствии с современными реалиями. Например, моделирование бизнес процессов, моделирование физических процессов, управление документооборотом, финансовый анализ предприятия, управление закупками и т.д. Одним из резервов оптимизации процесса обучения является постепенное уменьшение доли, посвященное компьютерному ликбезу в пользу обучения специализированным вопросам. Опыт показывает, что когда в процессе обучения информатики акцент делается на суть решаемой конкретной проблемы, вопросы освоения самого инструментария (что можно отнести к категории ликбеза) отходят на второй план и студенты справляются с ними самостоятельно. В противном случае, если акцент делается на освоение инструментария во время, отведенное для решения задачи, студент не успевает осмыслить ее суть. Такое смещение акцентов в процессе преподавания информатики открывает большие неиспользованные резервы оптимизации всего учебного процесса вуза в целом с одной стороны и порождает ряд проблем с другой стороны. Поясним высказанный тезис. Указанное смещение акцентов с общих вопросов компьютерной грамотности на решение конкретных проблем при помощи современной компьютерной техники приводит к пересечению содержания курсов по информатике с курсами смежных дисциплин. Например, EXСEL содержит множество встроенных возможностей для экономического моделирования, управления финансовыми потоками, управления портфелем ценных бумаг и др. Включение этих вопросов в курс по информатике требует разработки различных примеров из области экономики, управления финансами. С другой стороны рассмотрение таких примеров требует знаний по статистике, по финансовой математике и т.д. Здесь возникает дилемма: включать эти вопросы в курсы по информатике, что нереально из-за дефицита времени, или согласовывать курсы по информатике с курсами по смежным дисциплинам. Именно в таком согласовании сегодня и скрыты колоссальные резервы по оптимизации учебного процесса. В подавляющем большинстве учебных заведений такого согласования нет, о чем можно судить по программам и по уровню развития информационных систем вузов. К чему сегодня приводит такая несогласованность. 1. Если, скажем, по учебному плану информатика стоит впереди курса статистики,

то целый блок нужных сегодня проблем управления на базе информационных технологий оказывается крайне не эффективным в преподавании информатики, поскольку основные силы студентов отвлекаются на понимание математического содержания изучаемых примеров.

2. Если статистика предшествует преподаванию информатики, но примеры курса статистики не согласованы с примерами курса информатики, происходит напрасная потеря времени на дублирование.

3. Если же согласовать содержание курсов по статистике и по информатике, то начинает работать эффект взаимного усиления. Действительно, при решении конкретной задачи на курсе статистики студент акцентируется на математическом содержании задачи. Если эту же задачу затем попытаться решить в рамках программного пакета, то полученные знания закрепляются, и студент имеет возможность глубже понять смысл процессов, скрытых в недрах программы, при решении реальных задач. Такое понимание исключительно важно в ситуации, когда мы все большее количество задач перепоручаем

72

компьютеру, не имея возможности контролировать ход решения проблемы, а значит, и оценить полученные результаты.

Понимание описанной ситуации в корне меняет процесс подготовки учебного

плана. Сегодня каждый преподаватель в рамках установленных нормативов независимо (что очень существенно) формирует содержание читаемых курсов. Тем самым полностью удовлетворяются требования проверяющих органов, а учебный процесс нагружается массой излишних повторений и несогласований.

Если же попытаться ввести согласование процесса преподавания в указанном выше смысле, что несомненно позволит повысить качество обучения, возникает ряд чисто технических проблем. Эти проблемы можно свести к созданию общего банка методических материалов, которыми могли бы пользоваться преподаватели разных специальностей. Сделать это можно только на базе электронной формы учебно-методических материалов. Эта проблема порождает уже сразу целый спектр проблем от чисто административных (как заставить преподавателей готовить материалы в электронной форме) до чисто технических.

73

СООБЩЕНИЕ НАШИМ ЧИТАТЕЛЯМ

В системе Министерства образования Российской Федерации происходят структурные изменения в организациях, обеспечивающих внедрение информационных технологий. Намечены или уже начали исполняться ряд отраслевых программ, в которых проблема информатизации образования разрабатывается применительно к созданию единой системы информационного обеспечения образования, компьютеризации сельской школы, развитию открытого (дистанционного) образования. Одним из мероприятий организационного характера явилось преобразование Института информатизации образования (ИНИНФО), в результате которого ИНИНФО вошел теперь в структуру Московского государственного открытого педагогического университета им. М.А.Шолохова. Можно ожидать, что такое изменение придаст институту новые возможности и определит его еще большую направленность на решение проблем общего и педагогического образования, информатизации деятельности педагогического вуза.

Ниже приведен соответствующий приказ Министра образования.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРИКАЗ

от 20.03.2001 № 1067

О деятельности Московского государственного открытого

педагогического университета им.М.А.Шолохова в области информатизации образования

В связи с необходимостью решения задач информатизации общего образования и

соответствующей подготовки педагогических кадров, принимая во внимание решение Ученого совета Московского государственного открытого педагогического университета им.М.А.Шолохова о создании в его составе Института информатизации образования – ИНИНФО (от 29.11.2000, протокол №3), и во исполнение приказов Минобразования России от 28.05.1997 №1038 и от 22.09.1998 №2409 ПРИКАЗЫВАЮ:

1. Определить Московскому государственному открытому педагогическому университету им.М.А.Шолохова (далее – МГОПУ) следующие межрегиональные и межвузовские направления деятельности, реализуемые ИНИНФО:

- проведение исследований и координация работ в области информатизации общего и педагогического образования;

74

- формирование фонда компьютерных учебных программ для общеобразовательной школы и педагогического вуза;

- сертификация компьютерных учебных программ с учетом их педагогического, психологического и эргономического качеств;

- решение задач информатизации управления университетом и обеспечения учебного процесса в педагогическом университете на базе информационных технологий;

- исследования по проблеме вхождения учреждений общего и педагогического образования в единое информационное образовательное пространство.

2. Ректору МГОПУ Ю.Г.Круглову: 2.1. Представить до 1 мая 2001 г. в Минобразование России предложения об участии

в осуществлении отраслевых и федеральных программ по направлению информатизации образования, в работе научных и экспертных советов, в реализации программ информатизации сельской школы и создания единой системы информационного обеспечения образования.

2.2. Учесть в положении об ИНИНФО направления работ, указанные в п.1 настоящего приказа.

3. Контроль за исполнением настоящего приказа возложить на заместитель Министра Б.А.Виноградова.

Министр В.М.Филиппов

75

Индекс журнала в каталоге агентства «Роспечать» - 72258 Технический редактор Осипова Т.Н.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации №01854 от 24.05.94. Выдано Комитетом Российской Федерации по печати

Адрес редакции: 109544, Москва ул. Верхняя Радищевская, 16-18 Тел.: 915-55-04, д.244 Тел./факс: 915-55-74 E-mail: [email protected] Http:// www.mgopu.ru

Сдано в набор 01.03.01 Бумага офсетная Тираж

Подписано в печать 20.03.2001 Печать офсетная Заказ №

Формат 70×100 Усл. печ. л. 5 Цена договорная

Documents

Document